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超快荧光脉冲技术能够对单个捕获原子进行成像
的里雅斯特大学（意大利）ArQuS 实验室和意大利国家研究委员会国家光学研究所 (CNR-INO) 的研究人员在意大利首次实现了单个被捕获冷原子的成像，引入了将单原子检测推向新性能状态的技术。
来源:英国物理学家网首页的里雅斯特大学（意大利）ArQuS 实验室和意大利国家研究委员会国家光学研究所 (CNR-INO) 的研究人员在意大利首次实现了单个被捕获冷原子的成像，引入了将单原子检测推向新性能状态的技术。
通过将微秒级的强荧光脉冲与快速再冷却相结合，该团队展示了对单个镱原子的创纪录速度、低损耗成像——在短短几微秒内捕获清晰的单原子信号，同时保持超过 99.5% 的原子被捕获并立即可重复使用。
这种方法使研究人员能够在单个光镊内区分多个原子，而不会出现明显的模糊，从而实现精确的现场原子计数，而不是现有方法中典型的二进制“零或一”检测。这种能力对于扩展中性原子量子计算机、推进下一代原子钟以及增强探测复杂多体物理的量子模拟器来说至关重要。
“要拍摄极其微弱的光源（无论是遥远的天体还是单个原子），通常需要长时间曝光，以收集足够的光子以将其与背景噪音隔离，”的里雅斯特大学副教授兼 ArQuS 实验室负责人 Francesco Scazza 解释道。
“在我们的工作中，我们采用了不同的策略，类似于使用相机闪光灯：通过在很短的时间内强烈照射原子，我们可以收集足够的信号来清楚地区分每个原子，同时大大减少成像持续时间。”
该方法的超快荧光脉冲通过快速冷却步骤得到补充。 “我们的技术依赖于这样一个事实：原子在成像过程中获得能量，但不足以逃脱光学陷阱，”Alessandro Muzi Falconi 博士补充道。的里雅斯特大学物理学候选人。