論文の概要: A Generalized Theory for Optical Cooling of a Trapped Atom with Spin

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.19153v2
• Date: Wed, 3 Jul 2024 13:55:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-04 18:53:35.359217
• Title: A Generalized Theory for Optical Cooling of a Trapped Atom with Spin
• Title（参考訳）: スピンによるトラップ原子の光冷却に関する一般化理論
• Authors: Saumitra S. Phatak, Karl N. Blodgett, David Peana, Meng Raymond Chen, Jonathan D. Hood,
• Abstract要約: 我々は中性原子対における光冷却機構の統一的な定式化について述べる。 光学式ツイーザにおける地中冷却を実現するための新しい手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Cooling atoms to the ground-state of optical tweezers is becoming increasingly important for high-fidelity imaging, cooling, and molecular assembly. While extensive theoretical work has been conducted on cooling in free space, fewer studies have focused on cooling in bound states. In this work, we present a unified formalism for optical cooling mechanisms in neutral atom tweezers, including resolved and unresolved sideband cooling with different trapping potentials, polarization gradient cooling, gray molasses cooling, $\Lambda$-enhanced gray molasses cooling, and Raman sideband cooling. We perform simulations and demonstrate good agreement with a simplified spin model. We derive and discuss the fundamental limits of each cooling mechanism and propose new strategies for achieving ground-state cooling in optical tweezers. Our findings provide valuable insights into optimizing cooling schemes for neutral atoms in optical tweezers, paving the way for minimizing thermal decoherence in Rydberg and molecular gates and improving efficiencies of molecular assembly.
• Abstract（参考訳）: 光ツイーザの基底状態に原子を冷却することは、高忠実度イメージング、冷却、分子組立においてますます重要になっている。 自由空間における冷却に関する広範な理論的研究は行われているが、境界状態における冷却に焦点を当てた研究は少ない。 本研究では,中性原子対向体における光冷却機構の統一的な形式として,トラップ電位の異なる分解・未解決サイドバンド冷却,偏光勾配冷却,グレー・モーラセス冷却,$\Lambda$-enhanced gray molasses冷却,ラマン・サイドバンド冷却などを提案する。 シミュレーションを行い、単純化されたスピンモデルとよく一致したことを示す。 我々は, 各冷却機構の基本的限界を導出し, 光学式ツイーザにおける地中冷却を実現するための新しい方法を提案する。 光学式ツイーザにおける中性原子の冷却方法の最適化, ライドベルクと分子ゲートの熱デコヒーレンス最小化, 分子組立の効率向上への道を開いた。

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