Sonda de cavidad para la detección en tiempo real de la dinámica de átomos en una red óptica

Robert D. Niederriter, Chandler Schlupf, Paul Hamilton

Abstracto

Proponemos y demostramos mediciones QED de cavidades de sublongitud de onda en tiempo real de la distribución espacial de átomos en una red óptica. Los átomos, inicialmente confinados en una onda estacionaria "trampa" de un modo de cavidad óptica, se sondean con una segunda onda estacionaria "sonda". Con frecuencias desplazadas por un rango espectral libre, los nodos de la trampa inciden en los antinodos de la sonda en los 10 sitios de la red alrededor del centro de la cavidad. Este acoplamiento átomo-cavidad, independiente del sitio de la red, permite una detección de alta sensibilidad de la dinámica atómica, incluso con átomos dispersos en varios sitios de la red. Para demostrarlo, medimos la temperatura de conjuntos de átomos de 20-70 K en 10 s, monitorizando su expansión de 100 nm tras su liberación repentina de la red de la trampa. El acoplamiento átomo-cavidad imprime la dinámica atómica en la transmisión de la sonda. La nueva técnica permitirá una mejor detección no destructiva de las oscilaciones de Bloch y otras dinámicas atómicas en redes ópticas.