конкурсной работы И. И. Бетерова, Д. Б. Третьякова, В. М. Энтина, Е. А. Якшиной, И. И. Рябцева, К. Маккормика и С. Бергамини "Детерминированное возбуждение одиночных атомов методом адиабатического прохождения в режиме дипольной блокады"

РЕФЕРАТ

конкурсной работы И.И.Бетерова, Д.Б.Третьякова, В.М.Энтина, Е.А.Якшиной, И.И.Рябцева, К.Маккормика и С.Бергамини "Детерминированное возбуждение одиночных атомов методом адиабатического прохождения в режиме дипольной блокады"

Основные результаты работы были опубликованы в статье I.I.Beterov, D.B.Tretyakov, V.M.Entin, E.A.Yakshina, I.I.Ryabtsev, C.MacCormick and S.Bergamini "Deterministic single-atom excitation via adiabatic passage and Rydberg blockade", Phys. Rev. A., 2011, v.84, p.023413.

В ансамбле сильно взаимодействующих атомов может наблюдаться эффект дипольной блокады при возбуждении ридберговских состояний. В таком ансамбле вследствие сдвига уровней энергии взаимодействующих атомов невозможно возбудить узкополосным лазерным излучением более одного атома. При взаимодействии ансамбля с лазерным излучением наблюдаются когерентные осцилляции между основным состоянием ансамбля и коллективным состоянием, в котором во всем ансамбле возбужден только один атом.

Эффект дипольной блокады может быть использован для загрузки одиночных атомов в узлы оптических решеток или массивы оптических д

ипольных ловушек. Первоначально ловушка загружается случайным числом атомов. После возбуждения одного атома в ридберговское состояние в условиях дипольной блокады все остальные атомы, оставшиеся в основном состоянии, могут быть удалены из ловушки дополнительным лазерным импульсом. Основным затруднением при реализации данного метода является зависимость частоты осцилляций Раби от количества взаимодействующих атомов. Это не позволяет подобрать длительность инвертирующего лазерного импульса, возбуждающего одиночный ридберговский атом.

Для решения этой проблемы нами предложено использовать адиабатическое инвертирование лазерным импульсом с чирпом частоты. Численные расчеты для ансамбля, состоящего из N=1-7 атомов, показали, что при адиабатическом прохождении вероятность возбуждения одного ридберговского атома не зависит от числа атомов в ансамбле. Помимо возбуждения чирпованным импульсом, детерминированное возбуждение можно реализовать методом стимулированного рамановского адиабатического прохождения при условии, что отстройка от резонанса с промежуточным состоянием превышает частоту Раби. Показано, что при различных отстройках от промежуточного состояния динамика возбуждения ридберговских атомов качественно изменяется.