近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所量子光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室冷原子物理研究團(tuán)隊(duì)在冷原子溫度測(cè)量的研究中取得進(jìn)展，在實(shí)驗(yàn)中展示原子內(nèi)態(tài)幾乎無(wú)損的冷原子溫度快速測(cè)量方法，相關(guān)研究成果發(fā)表在Physical Review Applied上。

得益于當(dāng)前激光與原子相互作用和量子調(diào)控等領(lǐng)域的快速進(jìn)展，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出特殊的標(biāo)定-探測(cè)過(guò)程，通過(guò)原子密度變化導(dǎo)致的激光整體吸收信號(hào)的變化，觀測(cè)標(biāo)記后的部分冷原子系綜的擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)溫度值的測(cè)量，并在過(guò)程中采用原子的循環(huán)躍遷實(shí)現(xiàn)原子內(nèi)態(tài)幾乎量子無(wú)損的效果。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用該方法，研究空間全向同性激光冷卻（ILC）中亞多普勒冷卻物理過(guò)程的性質(zhì)，避免傳統(tǒng)的冷原子溫度測(cè)量方法需要額外真空裝置并破壞原子內(nèi)態(tài)的問(wèn)題。研究表明，該方法具有優(yōu)勢(shì)，可服務(wù)于冷原子裝置的航空航天領(lǐng)域。

圖1 實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)時(shí)序簡(jiǎn)圖

圖2 原子內(nèi)態(tài)幾乎無(wú)損的冷原子溫度快速測(cè)量方法的典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。

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