論文の概要: Evaporation of microwave-shielded polar molecules to quantum degeneracy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.05143v1
- Date: Thu, 13 Jan 2022 18:53:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-01 06:25:08.205142
- Title: Evaporation of microwave-shielded polar molecules to quantum degeneracy
- Title（参考訳）: マイクロ波シールド極性分子の蒸発と量子縮退
- Authors: Andreas Schindewolf, Roman Bause, Xing-Yan Chen, Marcel Duda, Tijs
Karman, Immanuel Bloch, Xin-Yu Luo
- Abstract要約: フェミオンナトリウム-カリウム分子の3次元ガスをマイクロ波遮蔽法によりフェルミ温度よりかなり下方へ冷却することを実証した。
分子は、回転状態と青色に変形した円偏光マイクロ波とを結合させることにより、反発障壁で短距離に達するのを防いでいる。
この大きな弾性-非弾性衝突比は、フェルミ温度の0.36倍に相当する21ナノケルビンまで分子ガスを冷却することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8133492406483585
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Ultracold polar molecules offer strong electric dipole moments and rich
internal structure, which makes them ideal building blocks to explore exotic
quantum matter, implement novel quantum information schemes, or test
fundamental symmetries of nature. Realizing their full potential requires
cooling interacting molecular gases deeply into the quantum degenerate regime.
However, the complexity of molecules which makes their collisions intrinsically
unstable at the short range, even for nonreactive molecules, has so far
prevented the cooling to quantum degeneracy in three dimensions. Here, we
demonstrate evaporative cooling of a three-dimensional gas of fermionic
sodium-potassium molecules to well below the Fermi temperature using microwave
shielding. The molecules are protected from reaching short range with a
repulsive barrier engineered by coupling rotational states with a blue-detuned
circularly polarized microwave. The microwave dressing induces strong tunable
dipolar interactions between the molecules, leading to high elastic collision
rates that can exceed the inelastic ones by at least a factor of 460. This
large elastic-to-inelastic collision ratio allows us to cool the molecular gas
down to 21 nanokelvin, corresponding to 0.36 times the Fermi temperature. Such
unprecedentedly cold and dense samples of polar molecules open the path to the
exploration of novel many-body phenomena, such as the long-sought topological
p-wave superfluid states of ultracold matter.
- Abstract（参考訳）: 超低温極性分子は強い電気双極子モーメントと豊富な内部構造を提供し、エキゾチックな量子物質を探索したり、新しい量子情報スキームを実装したり、自然の基本的な対称性をテストするのに理想的な構成要素となる。
完全なポテンシャルを実現するには、相互作用する分子ガスを量子退化状態に深く冷却する必要がある。
しかし、非反応性分子でさえ、その衝突を内在的に不安定にする分子の複雑さは、これまで3次元における量子縮退の冷却を妨げてきた。
ここでは, 電子レンジシールドを用いて, フェルミ温度以下でフェルミオンナトリウム-カリウム分子の3次元ガスの蒸発冷却を実証する。
分子は、回転状態と青色に変形した円偏光マイクロ波を結合させることにより、反発障壁で短距離に達するのを防ぐ。
マイクロ波ドレッシングは分子間の強い調整可能な双極子相互作用を誘導し、非弾性粒子を少なくとも460倍に超える高い弾性衝突速度をもたらす。
この大きな弾性-非弾性衝突比は、フェルミ温度の0.36倍に相当する21ナノケルビンまで分子ガスを冷却することができる。
このような寒冷で密度の高い極性分子のサンプルは、超低温物質の長いトポロジカルp波超流動状態のような新しい多体現象の探索への道を開く。
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