Two-Dimensional Magneto-optical Trap for Producing a Flux of Cold Thulium Atoms

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We propose a design of a source of cold thulium atoms based on a 2D magneto-optical trap and perform numerical simulation of its operation. Optimal parameters of cooling radiation and the magnetic field are determined; it is shown that for a total radiation power of 50 mW and an atomic oven temperature of 800 K, the proposed configuration can provide a flux of 4 × 108 cold atoms per second, and with an increase of the oven temperature, the flux can reach ~ 1011 atom/s. Such a source can be used for building frequency standards as well as in experiments with quantum simulators and the Bose–Einstein condensate.

About the authors

M. O. Yaushev

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences;Moscow Institute of Physics and Technology (State University),

Email: iaushev.mo@phystech.edu
Moscow, 119991 Russia;Dolgoprudny, Moscow oblast, 141701 Russia

D. A. Mishin

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: iaushev.mo@phystech.edu
Moscow, 119991 Russia

D. O. Tregubov

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: iaushev.mo@phystech.edu
Moscow, 119991 Russia

D. I. Provorchenko

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: iaushev.mo@phystech.edu
Moscow, 119991 Russia

N. N. Kolachevskiy

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences;International Center of Quantum Technologies

Email: iaushev.mo@phystech.edu
Moscow, 119991 Russia;Moscow, 121205 Russia

A. A. Golovizin

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: artem.golovizin@gmail.com
Moscow, 119991 Russia

References

  1. K. Bongs et al., Nature Rev. Phys. 1, 731 (2019).
  2. C. Janvier et al., Phys. Rev. A 105, 022801 (2022).
  3. V. M'enoret et al., Sci. Rep. 8, 1 (2018).
  4. I. Bloch, J. Dalibard, and S. Nascimbene, Nature Phys. 8, 267 (2012).
  5. F. Sch¨afer, T. Fukuhara, S. Sugawa, Y. Takasu, and Y. Takahashi, Nature Rev. Phys. 2, 411 (2020).
  6. X. Wu et al., Chinese Phys. B 30, 020305 (2021).
  7. T. Graham et al., Nature 604, 457 (2022).
  8. S. M. Brewer et al., Phys. Rev. Lett. 123, 033201 (2019).
  9. S. D¨orscher et al., Metrologia 58, 015005 (2021).
  10. T. Bothwell et al., Metrologia 56, 065004 (2019).
  11. M. Takamoto, Y. Tanaka, and H. Katori, Appl. Phys. Lett. 120, 140502 (2022).
  12. J. Grotti et al., Nature Phys. 14, 437 (2018).
  13. S. Wang et al., Opt. Express 28, 11852 (2020).
  14. J. Cao et al., Appl. Phys. Lett. 120, 054003 (2022).
  15. A. Golovizin, D. Tregubov, D. Mishin, D. Provorchenko, and N. Kolachevsky, Opt. Express 29, 36734 (2021).
  16. S. Pollock, J. Cotter, A. Laliotis, and E. Hinds, Opt. Express 17, 14109 (2009).
  17. D. S. Barker et al., Phys. Rev. Appl. 11, 064023 (2019).
  18. G. J. Dick, Proceedings of the 19th Annual Precise Time and Time Interval Systems and Applications Meeting, 133 (1989).
  19. D. Pan, B. Arora, Y.-m. Yu, B. Sahoo, and J. Chen, Phys. Rev. A 102, 041101 (2020).
  20. M. A. Norcia et al., Phys. Rev. X 8, 021036 (2018).
  21. G. Biedermann et al., Phys. Rev. Lett. 111, 170802 (2013).
  22. H. Katori, Appl. Phys. Express 14, 072006 (2021).
  23. D. Mishin, D. Provorchenko, D. Tregubov, N. Kolachevsky, and A. Golovizin, Appl. Phys. Express 14, 112006 (2021).
  24. A. Golovizin et al., Nature Commun. 10, 1724 (2019).
  25. D. A. Mishin et al., Quant. Electr. 52, 505 (2022).
  26. A. A. Golovizin et al., Nature Commun. 12, 5171 (2021).
  27. E. Fedorova et al., Phys. Rev. A 102, 063114 (2020).
  28. M. Barbiero et al., Phys. Rev. Appl. 13, 014013 (2020).
  29. M. Kwon et al., Rev. Sci. Instrum. 94, 013202 (2023).
  30. A. A. Golovizin et al., Instrum. Exp. Techn. 65, 896 (2022).
  31. Д. Д. Сукачев, дисс канд. физ.-матем. наук, Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, Москва (2013).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».