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Quantum control of ultracold polar molecules

超冷极性分子的量子控制

基本信息

批准号：
1858373
负责人：
金额：
--
依托单位：
Imperial College London
依托单位国家：
英国
项目类别：
Studentship
财政年份：
2017
资助国家：
英国
起止时间：
2017 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=studentship-1858373
关键词：
Quantum control ultracold polar molecules

项目摘要

A gas of ultracold polar molecules, arranged as a regular array, will make an ideal quantum simulator of strongly-interacting quantum systems. This project will focus on creating this system, starting from molecules captured in a magneto-optical trap. The first part of the project is to investigate sub-Doppler cooling processes in the molecular magneto-optical trap and use these to cool the molecules to sub-milliKelvin temperatures. The next step will be to investigate collisions between atoms and molecules at ultracold temperatures. This will be done by overlapping a cloud of cold molecules with a cloud of ultracold atoms, first in a magneto-optical trap, then in a magnetic trap, and finally in a microwave trap. There is currently very little information about elastic and inelastic collisional processes at these very low temperatures, so this investigation will yield a wealth of new knowledge. Using the results of this study, we will sympathetically cool the molecules using the atoms. By driving an evaporative cooling process, the atoms can be cooled to sub-micro-Kelvin temperatures while keeping the molecules in thermal equilibrium with the atoms through elastic collisions. This provides a route to a dense gas of ultracold polar molecules. Finally, single molecules from this gas will be captured using optical tweezer traps, and the coherent manipulation of individual molecules and molecule pairs will be investigated.

超冷极性分子的气体，排列成规则的阵列，将成为强相互作用量子系统的理想量子模拟器。该项目将专注于创建这个系统，从磁光阱中捕获的分子开始。该项目的第一部分是研究分子磁光阱中的亚多普勒冷却过程，并利用这些过程将分子冷却到亚毫开尔文温度。下一步将是研究原子和分子在超冷温度下的碰撞。这将通过将冷分子云与超冷原子云重叠来实现，首先在磁光阱中，然后在磁阱中，最后在微波阱中。目前关于在这些非常低的温度下的弹性和非弹性碰撞过程的信息非常少，因此这项研究将产生丰富的新知识。利用这项研究的结果，我们将同情地使用原子冷却分子。通过驱动蒸发冷却过程，原子可以被冷却到亚微开尔文温度，同时通过弹性碰撞保持分子与原子的热平衡。这就提供了一条通往超冷极性分子稠密气体的途径。最后，从这种气体中的单个分子将被捕获使用光镊陷阱，并将研究单个分子和分子对的相干操纵。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Characteristics of a magneto-optical trap of molecules

DOI：
10.1088/1367-2630/aa8e52
发表时间：
2017-06
期刊：
New Journal of Physics
影响因子：
3.3
作者：
H J Williams;S. Truppe;M. Hambach;L. Caldwell;N. Fitch;E. Hinds;B. Sauer;M. Tarbutt
通讯作者：
H J Williams;S. Truppe;M. Hambach;L. Caldwell;N. Fitch;E. Hinds;B. Sauer;M. Tarbutt

Ultracold molecules for quantum simulation: rotational coherences in CaF and RbCs

DOI：
10.1088/2058-9565/aaee35
发表时间：
2019-01-01
期刊：
QUANTUM SCIENCE AND TECHNOLOGY
影响因子：
6.7
作者：
Blackmore, Jacob A.;Caldwell, Luke;Cornish, Simon L.
通讯作者：
Cornish, Simon L.

Molecules cooled below the Doppler limit

DOI：
10.1038/nphys4241
发表时间：
2017-03
期刊：
Nature Physics
影响因子：
19.6
作者：
S. Truppe;H. Williams;M. Hambach;L. Caldwell;N. Fitch;E. Hinds;B. Sauer;M. Tarbutt
通讯作者：
S. Truppe;H. Williams;M. Hambach;L. Caldwell;N. Fitch;E. Hinds;B. Sauer;M. Tarbutt

Long Rotational Coherence Times of Molecules in a Magnetic Trap.

DOI：
10.1103/physrevlett.124.063001
发表时间：
2019-08
期刊：
Physical review letters
影响因子：
8.6
作者：
L. Caldwell;H. Williams;N. Fitch;J. Aldegunde;J. Hutson;B. Sauer;M. Tarbutt
通讯作者：
L. Caldwell;H. Williams;N. Fitch;J. Aldegunde;J. Hutson;B. Sauer;M. Tarbutt