原子加速并非只是把原子“推进”,而是用精确可控的力改变原子的动量和速度。
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对带电粒子可用电场直接加速,但中性原子需借助光子的动量(光压)、光学势阱或时变磁场来实现。
激光推力通过吸收与受激发射光子的动量交换,使原子获得定向动量;脉冲激光和受激布里渊散射可实现更高效的加速。
光学势阱和光镊利用空间光场梯度产生势能,移动势阱即可“拖拽”原子;光学晶格加速则通过调节相位实现集体位移。
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磁光阱与原子芯片利用磁场梯度与微波/射频脉冲对原子进行精细操控。
原子加速技术在原子干涉仪、重力与惯性测量、冷原子束制备以及量子模拟中有广泛应用,能提高测量灵敏度并实现高速量子态传输。
挑战包括减少加速过程中的激发与加热、提高效率与可重复性以及在复杂环境中保持相干性。
随着光学与控制技术进步,原子加速将为基础物理实验与量子技术发展提供更强大的工具。
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