冷原子物理创新组.PDF

!!#$% 中国科学院 院 刊 ’ ## 学科发展 # # 冷原子物理! 詹明生 （武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室 武汉 !##$%） 摘要 # 年前，人们通过物理实验方法获得了冷原子，今天超冷原子成为了多学科交叉的物理实 验室，超低温物理、超低密度凝聚态物理、超低能碰撞物理、非线性与量子原子光学、量子信息处 理、精密谱与量子频率标准等研究汇聚于此。文章介绍了相关研究进展、分析了院内外发展趋势并 提出了发展建议。 关 键 词 冷原子物理，激光冷却，玻色 爱因斯坦凝聚，原子频标，量子信息 1 对自然界规律的研 速度分布的宽度和平均速度。常温 （ ）下 ?@?*++- 究和利用，取决于对自 $0 原子的平均速度为 ，当 ! 时 A9 B@)()?,CD @! - 然控制的能力。在现代 ，而当 时， 。因此，相 B@!E?F,CD @!.- B@GEH?,,CD 物理学中，一个明显的 对于室温或更高温的热原子而言，“冷原子”气体 （ ? 发展趋势是尽力提高获 I? /,-）的速度及速度分布宽度要低几个量级。 “冷 得纯量子体系和对其状 原子”具有如下特性： 动能小，可用弱场 （如磁场 J/6 态进行操纵的能力。 梯度、光场）操控，空间位置可高精度控制； K)LM’? 温度是物质内部热 3N8O:P’ 波长大，原子的物质波波动性明显； 热运 K*L 运动的量度，人类对世 动小，光谱一级和二级Q8RR:’N 加宽很小，有利于精 界的认识随着温度的降 密测量； 速度低，原子与光相互作用时间长