Direct quantum simulation using cold bosonic atoms in an optical lattice
使用光学晶格中的冷玻色子原子进行直接量子模拟
基本信息
- 批准号:EP/E010873/1
- 负责人:
- 金额:$ 85.91万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2007
- 资助国家:英国
- 起止时间:2007 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
We shall develop the experimental techniques for direct quantum simulation of condensed matter systems using ultra-cold bosonic atoms in optical lattices, in the five stages listed under the Objectives heading. Stage 1 has already been achieved in Oxford using evaporative cooling in a magnetic trap but by changing to an optical dipole trap we shall obtain BEC more quickly and speed up data taking. We plan to have made substantial progress towards stage 2 by the start of any grant period, in particular to have a high numerical aperture lens (NA=0.8) in place that gives an optical resolution of better than 1 micron at the position of the cold atoms. To deterministically prepare a single atom in each well of the optical lattice potential we shall use a scheme based on Feshbach resonances (that we have previously studied in Oxford); resonant enhancement of the interaction between atoms at a certain magnetic field prevents there being more than one atom in the same well. In stage 4, we shall implement spin-dependent interactions between atoms in neighbouring sites using a method demonstrated experimentally in Munich (and continue to explore improved methods in collaboration with Dr Dieter Jaksch and his group in Oxford). The effect of an external magnetic field on a condensed matter system is simulated by imposing a phase shift on the atomic wave functions using Raman transitions. The final quantum state of each of the atoms in the optical lattice will be determined by fluorescence as in ion traps. Once methods for direct quantum simulation have been developed with bosons, and shown to give important results, we can extend them to fermionic atoms (e.g. potassium-40) and so study an even wider range of condensed matter systems.
我们将在目标标题下列出的五个阶段中,发展利用光学晶格中的超冷玻色子原子对凝聚态系统进行直接量子模拟的实验技术。第一阶段已经在牛津使用磁阱中的蒸发冷却实现,但通过改变为光学偶极阱,我们将更快地获得BEC并加快数据采集。我们计划在任何资助期开始时向第二阶段取得实质性进展,特别是要有一个高数值孔径透镜(NA=0.8),在冷原子的位置上提供优于1微米的光学分辨率。为了确定性地在光学晶格势的每个阱中制备单个原子,我们将使用基于Feshbach共振的方案(我们以前在牛津研究过);原子之间的相互作用在一定磁场下的共振增强防止同一阱中有一个以上的原子。在第4阶段,我们将使用在慕尼黑实验证明的方法实现相邻位置原子之间的自旋相关相互作用(并继续与Dieter Jaksch博士及其在牛津的小组合作探索改进的方法)。利用拉曼跃迁对原子波函数施加相移,模拟了外磁场对凝聚态系统的影响。光学晶格中每个原子的最终量子态将由荧光决定,就像在离子阱中一样。一旦玻色子的直接量子模拟方法被开发出来,并显示出重要的结果,我们就可以将它们扩展到费米子原子(例如钾-40),从而研究更广泛的凝聚态系统。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dynamic optical lattices: two-dimensional rotating and accordion lattices for ultracold atoms.
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- 期刊:
- 影响因子:3.8
- 作者:R. A. Williams;J. Pillet;S. Al-Assam;B. Fletcher;M. Shotter;C. Foot
- 通讯作者:R. A. Williams;J. Pillet;S. Al-Assam;B. Fletcher;M. Shotter;C. Foot
Time-averaged adiabatic ring potential for ultracold atoms
- DOI:10.1103/physreva.83.043408
- 发表时间:2011-02
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:B. Sherlock;M. Gildemeister;E. Owen;E. Nugent;C. Foot
- 通讯作者:B. Sherlock;M. Gildemeister;E. Owen;E. Nugent;C. Foot
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- DOI:10.1103/physreva.81.031402
- 发表时间:2010
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Gildemeister M
- 通讯作者:Gildemeister M
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