Suppr超能文献

一种使用脉冲相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体的原子法布里-珀罗干涉仪。

An atomic Fabry-Perot interferometer using a pulsed interacting Bose-Einstein condensate.

作者信息

Manju P, Hardman K S, Wigley P B, Close J D, Robins N P, Szigeti S S

机构信息

Atomlaser and Quantum Sensors Group, Department of Quantum Science, Research School of Physics, The Australian National University, Canberra, 2601, Australia.

出版信息

Sci Rep. 2020 Sep 14;10(1):15052. doi: 10.1038/s41598-020-71973-0.

Abstract

We numerically demonstrate atomic Fabry-Perot resonances for a pulsed interacting Bose-Einstein condensate (BEC) source transmitting through double Gaussian barriers. These resonances are observable for an experimentally-feasible parameter choice, which we determined using a previously-developed analytical model for a plane matter-wave incident on a double rectangular barrier system. Through numerical simulations using the non-polynomial Schödinger equation-an effective one-dimensional Gross-Pitaevskii equation-we investigate the effect of atom number, scattering length, and BEC momentum width on the resonant transmission peaks. For [Formula: see text]Rb atomic sources with the current experimentally-achievable momentum width of [Formula: see text] [[Formula: see text]], we show that reasonably high contrast Fabry-Perot resonant transmission peaks can be observed using (a) non-interacting BECs, (b) interacting BECs of [Formula: see text] atoms with s-wave scattering lengths [Formula: see text] ([Formula: see text] is the Bohr radius), and (c) interacting BECs of [Formula: see text] atoms with [Formula: see text]. Our theoretical investigation impacts any future experimental realization of an atomic Fabry-Perot interferometer with an ultracold atomic source.

摘要

我们通过数值模拟展示了脉冲相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)源透过双高斯势垒时的原子法布里-珀罗共振。对于实验可行的参数选择,这些共振是可观测的,我们使用先前开发的关于平面物质波入射到双矩形势垒系统的解析模型确定了这些参数。通过使用非多项式薛定谔方程(一种有效的一维格罗斯-皮塔耶夫斯基方程)进行数值模拟,我们研究了原子数、散射长度和BEC动量宽度对共振透射峰的影响。对于当前实验可实现的动量宽度为[公式:见原文][[公式:见原文]]的[公式:见原文]Rb原子源,我们表明使用(a)非相互作用BEC、(b)具有s波散射长度[公式:见原文]([公式:见原文]是玻尔半径)的[公式:见原文]个原子的相互作用BEC以及(c)具有[公式:见原文]的[公式:见原文]个原子的相互作用BEC,可以观测到对比度相当高的法布里-珀罗共振透射峰。我们的理论研究对未来任何使用超冷原子源实现原子法布里-珀罗干涉仪的实验都有影响。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/d279/7490404/5ac3f1d10613/41598_2020_71973_Fig1_HTML.jpg

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