Линейная решетка темных оптических наноловушек в диэлектрическом наноотверстии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Мы предлагаем новую концепцию создания линейной решетки темных оптических наноловушек в цилиндрическом наноотверстии в диэлектрике с высокой диэлектрической проницаемостью. Показано, что из-за нарушения поперечности плоских волн в области наноотверстия в нем образуется линейная решетка глубоких 3D темных (blue-detuned) ловушечных конфигураций для нейтральных атомов с характерными размерами менее 50 нм, периодом менее 100 нм и эффективной глубиной более 10 мК при интенсивности 10 кВт/см2. Предсказываемый эффект может открыть новое направление в области манипуляции холодными атомами и для квантовых вычислений на нейтральных атомах.

Об авторах

В. В Климов

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Институт спектроскопии РАН

Email: klimov256@gmail.com
Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. H. J. Metcalf and P. van der Straten, Laser Cooling and Trapping, Springer, New York, NY (1999).
  2. M. Saffman, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 49, 202001 (2016).
  3. A.M. Kaufman and K.-K. Ni, Nature Phys. 17, 1324 (2021).
  4. M. Kjaergaard, M. E. Schwartz, J. Braumuller, P. Krantz, J. I.-J. Wang, S. Gustavsson, and W.D. Oliver, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 11, 369 (2020); https://doi.org/10.1146/annurev-conmatphys-031119050605.
  5. И.В. Заливако, Н.В. Семенин, Н.О. Жаднов, К.П. Галстян, П.А. Каменских, В.Н. Смирнов, А.Е. Корольков, П.Л. Сидоров, А.С. Борисенко, Ю.П. Аносов, И.А. Семериков, К.Ю. Хабарова, Н.Н. Колачевский, УФН 195, 585 (2025).
  6. M. Endres, H. Bernien, A. Keesling, H. Levine, E.R. Anschuetz, A. Krajenbrink, C. Senko, V. Vuletic, M. Greiner, and M.D. Lukin, Science 354, 1024 (2016).
  7. S. J. Evered, D. Bluvstein, M. Kalinowski, S. Ebadi, T. Manovitz, H. Zhou, S.H. Li, A.A. Geim, T.T.Wang, N. Maskara, H. Levine, G. Semeghini, M. Greiner, V. Vuletic, and M.D. Lukin, Nature 622, 268 (2023).
  8. Z. Ren, X. Yan, K. Wen , H. Chen, E. Hajiyev C. He, and G.-B. Jo, APL Quantum 1, 046111 (2024).
  9. D. Barredo, V. Lienhard, S. de L´es´eleuc, T. Lahaye, and A. Browaeys, Nature 561, 79 (2018)
  10. M.A. Norcia, H. Kim, W. B. Cairncross et al. (Collaboration), PRX Quantum 5, 030316 (2024).
  11. N. Maskara, S. Ostermann, J. Shee, M. Kalinowski, A. McClain Gomez, R.A. Bravo, D. Wang, A. I. Krylov, N.Y. Yao, M. Head-Gordon, M.D. Lukin, and S. F. Yellinet, Nature Phys. 21, 289 (2025).
  12. D. Bluvstein, S. J. Evered, A.A. Geim et al. (Collaboration), Nature 626, 58 (2024).
  13. B.W. Reichardt, A. Paetznick, D. Aasen et al. (Collaboration), https://arxiv.org/abs/2411.11822.
  14. C. Gross and I. Bloch, Science 357, 995 (2017).
  15. I. S. Madjarov, J.P. Covey, A.L. Shaw, J. Choi, A. Kale, A. Cooper, H. Pichler, V. Schkolnik, J.R.Williams, and M. Endres, Nature Phys. 16, 857 (2020).
  16. https://atom-computing.com/quantum-computingtechnology/.
  17. https://www.quera.com/neutral-atom-platform.
  18. https://www.pasqal.com/solutions/hardware/.
  19. R. Grimm, M. Weidemuller, and Y.B. Ovchinnikov, Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics 42, 95 (2000).
  20. V.V. Klimov and V. S. Letokhov, Opt. Commun. 121, 130 (1995).
  21. V. I. Balykin, V.V. Klimov, and V. S. Letokhov, Optics and Photonic News 16, 44 (2005).
  22. V. I. Balykin,V.V. Klimov, and V. S. Letokhov, JETP Lett. 78, 8 (2003).
  23. D.E. Chang, J.D. Thompson, H. Park, V. Vuletic, A. S. Zibrov, P. Zoller, andM.D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 103, 123004 (2009).
  24. M. Gullans, T.G. Tiecke, D.E. Chang, J. Feist, J.D. Thompson, J. I. Cirac, P. Zoller, and M.D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 109, 235309 (2012).
  25. Z. Chen, F. Zhang, and Q. Zhang, Photonics Res. 5, 436 (2017).
  26. J. J. Burau, P. Aggarwal, K. Mehling, and J. Ye, Phys. Rev. Lett. 130, 193401 (2023).
  27. P. F. Zhang, G. Li, and T.C. Zhang, J. Phys. B 50, 045005 (2017).
  28. P. Xu, X. He, J. Wang, and M. Zhan, Opt. Lett. 35, 2164 (2010).
  29. M. J. Piotrowicz, M. Lichtman, K. Maller, G. Li, S. Zhang, L. Isenhower, and M. Saffman, Phys. Rev. A 88, 013420 (2013).
  30. N. Friedman, A. Kaplan, and N. Davidson, Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics 48, 99 (2002).
  31. S. Liu, J. Tian, and W. Zhang, Nanotechnology 32, 222001 (2021).
  32. P. Apel, Radiat. Meas. 34, 559 (2001).
  33. S. I. Kulik, I.Yu. Eremchev, and P.Yu. Apel’, D. L. Zagorski, and A.V. Naumov, J. Appl. Spectrosc. 85, 916 (2018).
  34. L.A. Vainstein, Electromagnetic waves, Radio I svyaz’, Moscow (1988) (in Russian).
  35. Alkali d line data (2021), https://steck.us/alkalidata.
  36. https://www.comsol.com.
  37. D.E. Aspnes and A.A. Studna, Phys. Rev. B 27, 985 (1983).
  38. A. Landragin, J.-Y. Courtois, G. Labeyrie, N. Vansteenkiste, C. I. Westbrook, and A. Aspect, Phys. Rev. Lett. 77, 1464 (1996).
  39. A. Afanasiev and V. Minogin, Phys. Rev. A 82, 052903 (2010).
  40. V.V. Klimov, Phys. Usp. 64, 990 (2021).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).