論文の概要: Narrow-Line Electric Quadrupole Cooling And Background-Free Imaging Of A Single Cs Atom With Spatially Structured Light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.10540v1
- Date: Thu, 15 May 2025 17:50:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-16 22:29:06.447948
- Title: Narrow-Line Electric Quadrupole Cooling And Background-Free Imaging Of A Single Cs Atom With Spatially Structured Light
- Title（参考訳）: 狭線電気四極子冷却と背景のない空間構造光による単一Cs原子のイメージング
- Authors: Karl N. Blodgett, Saumitra S. Phatak, Meng Raymond Chen, David Peana, Claire Pritts, Jonathan D. Hood,
- Abstract要約: 狭線6S1/2から5D5/2電気四極子遷移による1個の133Cs原子のバックグラウンドフリーイメージングとサイドバンド冷却を1064nm光ツイーザで実証した。
我々は、異なるサイドバンド系における冷却性能を比較し、また、構造光の軌道角運動量がどのように四重極遷移の選択規則を制御するかを探求した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate background-free imaging and sideband cooling of a single 133Cs atom via the narrow-line 6S1/2 to 5D5/2 electric quadrupole transition in a 1064 nm optical tweezer. The 5D5/2 state decays through the 6P3/2 state to the ground state, emitting an 852 nm wavelength photon that allows for background-free imaging. By encoding both spin and orbital angular momentum onto the 685 nm excitation light, we achieve background-free fluorescence histograms with 99.58(3)% fidelity by positioning the atom at the dark center of a vortex beam. Tuning the tweezer polarization ellipticity realizes a magic trap for the stretched F = 4, mF = 4 to F' = 6, mF' = 6 cycling transition. We cool to 5 uK in a 1.1 mK trap and outline a strategy for ground-state cooling. We compare cooling performance across different sideband regimes, while also exploring how the orbital angular momentum of structured light controls the selection rules for quadrupole transitions. These results expand the toolbox for high-fidelity quantum control and cooling in alkali-atom tweezer arrays.
- Abstract（参考訳）: 狭線6S1/2から5D5/2電気四極子遷移による1個の133Cs原子のバックグラウンドフリーイメージングとサイドバンド冷却を1064nm光ツイーザで実証した。
5D5/2状態は6P3/2状態から基底状態に崩壊し、背景のない撮像を可能にする852nmの波長光子を放出する。
スピンと軌道角運動量の両方を685nmの励起光に符号化することにより、原子を渦ビームの暗い中心に配置することで、背景のない蛍光ヒストグラムを99.58(3)%の忠実度で達成する。
ツイーザー偏光楕円性を調整すると、ストレッチされたF = 4, mF = 4 to F' = 6, mF' = 6 サイクリング遷移のマジックトラップが実現する。
我々は1.1mKトラップで5 uKまで冷却し、地中冷却の戦略を概説する。
我々は、異なるサイドバンド系における冷却性能を比較し、また、構造光の軌道角運動量がどのように四重極遷移の選択規則を制御するかを探求した。
これらの結果は、アルカリ原子トウィーザーアレイにおける高忠実度量子制御と冷却のためのツールボックスを拡張した。
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