論文の概要: Matter-wave collimation to picokelvin energies with scattering length
and potential shape control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.04383v2
- Date: Mon, 29 Jan 2024 08:59:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-30 21:46:00.256420
- Title: Matter-wave collimation to picokelvin energies with scattering length
and potential shape control
- Title(参考訳): 散乱長と電位形状制御によるピコケルビンエネルギーへの物質波コリメーション
- Authors: Alexander Herbst, Timoth\'e Estrampes, Henning Albers, Robin Corgier,
Knut Stolzenberg, Sebastian Bode, Eric Charron, Ernst M. Rasel, Naceur
Gaaloul, Dennis Schlippert
- Abstract要約: 相互作用の最小化は、強い相互作用体制と比較してコリメーションの増大を示す。
16pK以下で3次元展開エネルギーを増大させる手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 33.92525320044496
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the impact of atomic interactions on an in-situ collimation method
for matter-waves. Building upon an earlier study with $^{87}$Rb, we apply a
lensing protocol to $^{39}$K where the atomic scattering length can be tailored
by means of magnetic Feshbach resonances. Minimizing interactions, we show an
enhancement of the collimation compared to the strong interaction regime
observing a one-dimensional expansion corresponding to (340 $\pm$ 12) pK in our
experiment. Our results are supported by an accurate simulation, describing the
ensemble dynamics, which allows us to extrapolate a 2D ballistic expansion
energy of (438 $\pm$ 77) pK from our measurements. We further use the
simulation to study the behavior of various trap configurations for different
interaction strengths. Based on our findings we propose an advanced scenario
which allows for 3D expansion energies below 16 pK by implementing an
additional pulsed delta-kick collimation directly after release from the
trapping potential. Our results pave the way to realize ensembles with hundreds
of thousands of particles and 3D expansion energies in the two-digit pK range
in typical dipole trap setups required to perform ultra-precise measurements
without the need of complex micro-gravity or long-baseline environments.
- Abstract(参考訳): 原子間相互作用が物質波のその場コリメーション法に与える影響について検討した。
初期の研究である$^{87}$rbを用いて、原子散乱長を磁気フェッシュバッハ共鳴によって調整できる$^{39}$kのレンズプロトコルを適用した。
相互作用を最小化することで,実験における1次元展開(340$\pm$ 12)pkを観察する強い相互作用機構と比較して,コリメーションの強化を示す。
実験の結果は, アンサンブル力学を記述した正確なシミュレーションによって裏付けられ, 測定値から (438$\pm$ 77) pKの2次元弾道膨張エネルギーを推定することができる。
さらにシミュレーションを用いて、異なる相互作用強度に対する様々なトラップ構成の挙動を研究する。
本研究は, トラップ電位から解放された後, パルスデルタ・キック・コリメーションを付加することにより, 16 pK未満の3次元膨張エネルギーを実現できる高度なシナリオを提案する。
複雑な微小重力環境や長いベースライン環境を必要とせず、超精密な測定を行うために必要な典型的な双極子トラップ装置において、数十万の粒子と2桁のpK領域の3次元膨張エネルギーでアンサンブルを実現する方法を開発した。
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