Relevant bibliographies by topics / Gray molasses cooling

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Academic literature on the topic 'Gray molasses cooling'

Author: Grafiati
Published: 18 May 2024

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Journal articles on the topic "Gray molasses cooling"

1

Triché, C., P. Verkerk, and G. Grynberg. "Blue-Sisyphus cooling in cesium gray molasses and antidot lattices." European Physical Journal D - Atomic, Molecular and Optical Physics 5, no. 2 (February 1, 1999): 225–28. http://dx.doi.org/10.1007/s100530050249.

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2

Salomon, G., L. Fouché, P. Wang, A. Aspect, P. Bouyer, and T. Bourdel. "Gray-molasses cooling of 39 K to a high phase-space density." EPL (Europhysics Letters) 104, no. 6 (December 1, 2013): 63002. http://dx.doi.org/10.1209/0295-5075/104/63002.

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3

Boiron, D., C. Triché, D. R. Meacher, P. Verkerk, and G. Grynberg. "Three-dimensional cooling of cesium atoms in four-beam gray optical molasses." Physical Review A 52, no. 5 (November 1, 1995): R3425—R3428. http://dx.doi.org/10.1103/physreva.52.r3425.

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4

Boiron, D., A. Michaud, P. Lemonde, Y. Castin, C. Salomon, S. Weyers, K. Szymaniec, L. Cognet, and A. Clairon. "Laser cooling of cesium atoms in gray optical molasses down to 1.1 μK." Physical Review A 53, no. 6 (June 1, 1996): R3734—R3737. http://dx.doi.org/10.1103/physreva.53.r3734.

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5

Dobosz, Jakub, Mateusz Bocheński, and Mariusz Semczuk. "Bidirectional, Analog Current Source Benchmarked with Gray Molasses-Assisted Stray Magnetic Field Compensation." Applied Sciences 11, no. 21 (November 8, 2021): 10474. http://dx.doi.org/10.3390/app112110474.

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Abstract:
In ultracold-atom and ion experiments, flexible control of the direction and amplitude of a uniform magnetic field is necessary. It is achieved almost exclusively by controlling the current flowing through coils surrounding the experimental chamber. Here, we present the design and characterization of a modular, analog electronic circuit that enables three-dimensional control of a magnetic field via the amplitude and direction of a current flowing through three perpendicular pairs of coils. Each pair is controlled by one module, and we are able to continuously change the current flowing thorough the coils in the ±4 A range using analog waveforms such that smooth crossing through zero as the current’s direction changes is possible. With the electrical current stability at the 10−5 level, the designed circuit enables state-of-the-art ultracold experiments. As a benchmark, we use the circuit to compensate stray magnetic fields that hinder efficient sub-Doppler cooling of alkali atoms in gray molasses. We demonstrate how such compensation can be achieved without actually measuring the stray fields present, thus speeding up the process of optimization of various laser cooling stages.
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6

Bruce, G. D., E. Haller, B. Peaudecerf, D. A. Cotta, M. Andia, S. Wu, M. Y. H. Johnson, B. W. Lovett, and S. Kuhr. "Sub-Doppler laser cooling of40K with Raman gray molasses on the ${D}_{2}$ line." Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 50, no. 9 (April 12, 2017): 095002. http://dx.doi.org/10.1088/1361-6455/aa65ea.

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7

Rio Fernandes, D., F. Sievers, N. Kretzschmar, S. Wu, C. Salomon, and F. Chevy. "Sub-Doppler laser cooling of fermionic 40 K atoms in three-dimensional gray optical molasses." EPL (Europhysics Letters) 100, no. 6 (December 1, 2012): 63001. http://dx.doi.org/10.1209/0295-5075/100/63001.

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8

Shi, Zhenlian, Ziliang Li, Pengjun Wang, Zengming Meng, Lianghui Huang, and Jing Zhang. "Sub-Doppler Laser Cooling of 23 Na in Gray Molasses on the D 2 Line." Chinese Physics Letters 35, no. 12 (December 2018): 123701. http://dx.doi.org/10.1088/0256-307x/35/12/123701.

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9

Ang'ong'a, Jackson, Chenxi Huang, Jacob P. Covey, and Bryce Gadway. "Gray molasses cooling of K39 atoms in optical tweezers." Physical Review Research 4, no. 1 (March 29, 2022). http://dx.doi.org/10.1103/physrevresearch.4.013240.

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Colzi, Giacomo, Gianmaria Durastante, Eleonora Fava, Simone Serafini, Giacomo Lamporesi, and Gabriele Ferrari. "Sub-Doppler cooling of sodium atoms in gray molasses." Physical Review A 93, no. 2 (February 18, 2016). http://dx.doi.org/10.1103/physreva.93.023421.

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Dissertations / Theses on the topic "Gray molasses cooling"

1

Rio, Fernandes Diogo. "Trapping and cooling of fermionic alkali atoms to quantum degeneracy : Sub-Doppler cooling of Potassium-40 and Lithium-6 in gray molasses." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066689.

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Abstract:
Ce mémoire décrit la conception, la construction et la caractérisation d'un appareil capable de piéger et refroidir des atomes fermioniques de 6Li et 40K à des températures ultrabasses. L'étude des mélanges des gazes de Fermi dégénérés ouvre la porte vers la création des nouveaux systèmes quantiques à N corps. Nous présentons une nouvelle technique de refroidissement laser capable de refroidir simultanément 6Li et 40K à des températures sub-doppler basée sur un schéma de molasses grises fonctionnant sur la transition atomique D1. Cette stratégie améliore la densité dans le espace des phases des deux espèces atomiques à 104, la valeur la plus élevée rapportée dans la littérature pour le refroidissement laser du 6Li et du40K. L'optimisation d'un dispositif capable de transporter un nuage atomique piégé magnétiquement de l'enceinte MOT à une cellule de science est décrite. Dans cette cellule on effectue du refroidissement évaporatif d'abord dans un piège magnétique quadripolaire dont le zéro du champ est interdit par un potentiel répulsif et après dans un piège optique dipolaire. Nous rapportons la production d'un gaz quantique de Fermi dégénéré de 1.1x106 atomes de 40K dans un piège dipolaire croisé avec T/TF = 0.27,ouvrant la voie à la création des superfluides de 40K en interactions fortes
This thesis describes the design, construction and characterization of an apparat us capable of trapping and cooling fermionic atoms of 6Li and 40K to ultracold temperatures.The study of mixtures of degenerate Fermi gases opens the door for the creation of new many-body quantum systems.We present a novel laser cooling technique able to simultaneously cool 6Li and 40K to the sub-Doppler regime based on the gray molasses scheme operating on the D1 atomic transition. This strategy enhances the phase space density of both atomic species to 104, the highest value reported in the literature for laser cooled 6Li and 40K. The optimization of a device able to transport a magnetically trapped atomic cloud from the MOT chamber to a science cell is described. In this cell evaporative cooling is performed first in a plugged magnetic quadrupole trap and then in an optical dipoletrap. We report the production of a quantum degenerate Fermi gas of 1.1x106 atoms40K in a crossed dipole trap with T/TF = 0.27, paving the way for the creation of strongly interacting superfluids of 40K
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Kretzschmar, Norman. "Experiments with Ultracold Fermi Gases : quantum Degeneracy of Potassium-40 and All-solid-state Laser Sources for Lithium." Thesis, Paris, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015ENSU0012/document.

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Abstract:
Cette thèse présente de nouvelles techniques pour l'étude expérimentale des gaz quantique ultrafroids d'atomes fermioniques de lithium et de potassium. Dans la première partie de cette thèse, nous décrivons la conception et la caractérisation des nouveaux composants de notre dispositif expérimental capable de piéger et refroidir simultanément des atomes de $^6$Li et de $^{40}$K à des températures ultrabasses. Nous rendons compte d'une nouvelle technique de refroidissement sub-Doppler, reposant sur la transition de la raie D$_1$ des atomes alcalins, pour refroidir des atomes de lithium et de potassium par laser. Après cette étape de mélasse, nous avons mesuré une densité dans l'espace des phases de l'ordre de $10^{-4}$ à la fois pour le $^6$Li et le $^{40}$K. Nous présentons le refroidissement par évaporation forcée d'atomes de $^{40}$K qui commence dans un piège magnétique quadripolaire pluggé et continue dans un piège optique dipolaire. Dans ce contexte, nous rendons compte de la production d'un gaz quantique de Fermi dégénéré de $1.5\times10^5$ atomes de $^{40}$K dans un piège dipolaire croisé avec $T/T_{_F} = 0.17$, ce qui ouvre la voie à l'étude des superfluides de $^{40}$K en interaction forte. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous présentons une source laser à état solide, de faible largeur spectrale et capable d'émettre 5.2 W de puissance autour de 671 nm, dans la gamme des longueurs d'onde des transitions de la raie D du lithium. La source repose sur un laser en anneau pompé par diode, émettant sur la transition à 1342 nm de Nd:YVO$_4$, capable de produire 6.5 W de lumière dans un faisceau monomode limité par la diffraction. Nous rendons compte de trois différentes approches pour la génération de seconde harmonique du faisceau de sortie, à savoir en utilisant une cavité amplificatrice comprenant un cristal ppKTP, par doublage de fréquence intracavité et par un structure de guide d'onde de ppZnO:LN
This thesis presents novel techniques for the experimental study of ultracold quantum gases of fermionic lithium and potassium atoms. In the first part of this thesis, we describe the design and characterization of the new components of our experimental apparatus capable of trapping and cooling simultaneously $^6$Li and $^{40}$K atoms to ultracold temperatures. We report on a novel sub-Doppler cooling mechanism, operating on the D$_1$ line transition of alkali atoms, for laser cooling of lithium and potassium. The measured phase space densities after this molasses phase are on the order of $10^{-4}$ for both $^6$Li and $^{40}$K. We present the forced evaporative cooling of $^{40}$K atoms, starting in an optically plugged magnetic quadrupole trap and continuing in an optical dipole trap. In this context, we report on the production of a quantum degenerate Fermi gas of $1.5\times10^5$ atoms $^{40}$K in a crossed dipole trap with $T/T_{_F} = 0.17$, paving the way for the study of strongly interacting superfluids of $^{40}$K. In the second part of this thesis, we present a narrow-linewidth, all-solid-state laser source, emitting 5.2 W in the vicinity of the lithium D-line transitions at 671 nm. The source is based on a diode-end-pumped unidirectional ring laser operating on the 1342 nm transition of Nd:YVO$_4$, capable of producing 6.5 W of single-mode light delivered in a diffraction-limited beam. We report on three different approaches for second-haromonic generation of its output beam, namely by employing an enhancement cavity containing a ppKTP crystal, intracavity frequency doubling and a ppZnO:LN waveguide structure
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Suchet, Daniel Léo. "Simulating the dynamics of harmonically trapped Weyl particles with cold atoms Simultaneous sub-Doppler laser cooling of fermionic 6Li and 40K on the D1 line : Theory and experiment Analog simulation of Weyl particles with cold atoms." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066262.

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Abstract:
Au cours de ma thèse, j'ai travaillé à la construction de l'expérience Fermix, consacrée à l'étude d'un mélange de fermions (6Li-40K) à très basses températures où les effets quantiques sont prédominants. Nous présentons ici deux résultats principaux. Premièrement, nous avons développé une nouvelle méthode de refroidissement sub-Doppler qui tire parti de l'existence d'états noirs dans la raie optique D1. Cette mélasse grise permet d'atteindre une densité de l'espace des phases de 10⁻⁴, la valeur la plus élevée rapportée dans la littérature pour le refroidissement laser simultané des deux espèces. Grâce à cette étape, nous avons pu réaliser un gaz fortement dégénéré de 3x10⁵ atomes de 40K, répartis dans deux états de spins, à une température de 62 nK, soit 17% de la température de Fermi. D'autre part, nous introduisons une transformation canonique pour montrer l'équivalence formelle entre le comportement de particules ultra-relativistes sans interactions (particules de Weyl) dans un potentiel harmonique et celui de fermions froids confinés dans un piège quadrupolaire. Nous étudions expérimentalement, numériquement et théoriquement la relaxation de tels systèmes vers un état stationnaire, non-Botlzmanien, caractérisé par des températures effectives fortement anisotropes. Cette analogie permet également d'interpréter des propriétés caractéristiques des particules relativistes. Ainsi, nous montrons que le paradoxe de Klein est analogue aux pertes Majorana. Pour finir, nous proposons une étude théorique des interactions médiées à longue distance par un système en dimensions mixtes
During my PhD, I contributed to the design and construction of the Fermix experiment, dedicated to the study of a 6Li-40K fermionic mixture at ultra low temperatures. Our main results are twofold. First, we developed a new sub-Doppler laser cooling scheme, taking advantage of the existence of dark states in the D1 line of alkali atoms. This so-called \emph{grey molasses} allows for a phase space density up to 10⁻⁴, the highest value reported for the simultaneous laser cooling of those two species. The improvement due to this cooling step enabled the production of a quantum degenerate 40K gas in a dipole trap, with 3x10⁵ atoms in two spin states at 62 nK, corresponding to 17% of the Fermi temperature. Second, introducing a canonical mapping, we showed that non-interacting ultra-relativistic particles (Weyl fermions) in a harmonic trap can be simulated by cold fermions confined in a quadrupole potential. We study experimentally, numerically and theoretically the relaxation of these systems towards a steady state which can not be described by a Boltzman distribution, but rather presents strongly anisotropic effective temperatures. This analogy also allows us to translate fundamental properties of relativistic particles in the language of cold atoms. In particular, we demonstrate that the Klein paradox is equivalent to Majorana losses. Finally, we present a theoretical study of the long range interactions between particles confined in two 2D layers immersed in a 3D atomic cloud
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Ferrier-Barbut, Igor. "Mixtures of Bose and Fermi Superfluids." Thesis, Paris, Ecole normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014ENSU0012/document.

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Abstract:
On trouve des manifestations de la physique quantique au niveau thermodynamique dansde nombreux systèmes. Un exemple marquant est la superfluidité, découverte au début du20ème siècle, que l’on retrouve de l’hélium aux étoiles à neutrons. Les gaz dilués ultrafroidsoffrent une polyvalence unique pour étudier des systèmes quantiquesmacroscopiques, pouvant directement tester les théories grâce à un environnementcontrôlé. Dans cette thèse, nous présentons plusieurs études expérimentales de gaz froidsde lithium. Le lithium fournit la possibilité de réaliser des ensembles de bosons et defermions, avec des interactions contrôlables entre les constituants. Nous présentons lestechniques utilisées pour préparer et étudier des gaz dégénérés de lithium, et uneamélioration possible des méthodes existantes. Nous décrivons premièrement une étudede la recombinaison à trois bosons avec une interaction à deux corps résonante. Comparésquantitativement à la théorie, ces résultats fournissent une référence pour les étudesfutures du gaz de Bose unitaire. Pour finir, nous présentons la première observationexpérimentale d’un mélange de superfluides de Bose et de Fermi. Nous démontrons queles deux composants sont superfluides et que leur écoulement relatif vérifie les propriétésdes écoulement superfluides, avec une absence de viscosité en dessous d’une vitessecritique puis la présence de dissipation au-delà. En utilisant des excitations collectives dece mélange, nous mesurons l’interaction entre les deux superfluides, en accord avec unmodèle théorique
Manifestations of Quantum Physics at the thermodynamical level are found in a broadrange of physical systems. A famous example is superfluidity, discovered at the beginningof the 20th century and found in many different situations, from liquid helium to neutronstars. Dilute ultracold gases offer a unique versatility to engineer quantum many-bodysystems, which can be directly compared with theory thanks to the controllability of theirenvironment. In this thesis we present several experimental investigations led on ultracoldlithium gases. Lithium provides the possibility to study ensembles of bosons andfermions, with controllable interactions between the constituents. We present experimentaltechniques for preparation and studies of degenerate gases of lithium, with prospects forimprovement of the existing methods. We first report on an investigation of three-bodyrecombination of bosons under a resonant two-body interaction. This study, quantitativelycompared with theory constitutes a benchmark for further studies of the unitary Bose gas.Finally, we present the first experimental realization of a mixture of a Bose superfluid witha Fermi superfluid. We demon- strate that both components are in the superfluid regime,and that the counter-flow motion between them possesses the characteristics of superfluidflow, with the absence of viscosity below a critical velocity, and an onset of friction above.Using collective oscillations of the mixture, we measure the coupling between the twosuperfluids in close agreement with a theoretical model
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Conference papers on the topic "Gray molasses cooling"

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Boiron, B., A. Michaud, P. Lemonde, Y. Costin, C. Solomon, S. Weyers, K. Szymaniec, L. Cognet, and A. Clairon. "Laser Cooling of Cesiuml Atoms in Gray Optical Molasses Down to 1.1pK." In EQEC'96. 1996 European Quantum Electronic Conference. IEEE, 1996. http://dx.doi.org/10.1109/eqec.1996.561817.

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