BEC-BSC Geçişinde Bir Kuantum Motoru

BEC-BSC Geçişinde Bir Kuantum Motoru

Bu çalışmada, 6Li gazının zayıf iki bileşenli fermiyonik bir haline getirilmesi iki en düşük enerji Zeeman alt durumunda elektronik temel durum 2S1/2 sınırlarında gerçekleştirilmiştir. 1070 nm dalga boyunda çalışan bir manyetik ve bir optik dipol tuzagı içeren bir uzatılmış yarı-harmonik tuzakta bu gazı hazırlıyoruz; deneysel tesisat detayları için 32 numaralı referansa bakınız. Gazı evaporatif soğutma kullanarak 120 nK’lık bir sıcaklığa ulaşana kadar soğutuyoruz. Standart değerler Extended Data Tablo 1’de verilen motor performansı için kullanılır. Soğutma işlemi, 763.6G manyetik alanında crossover’ın BEC tarafında gerçekleşmektedir. Soğutma sonrası, bulutu dengelemesi için 150 ms süreyle tutuyoruz. Evaporasyon öncesi manyeto-optik tuzak yükleme süresini değiştirerek, bulutun her spin durumu için atom sayısını Ni’yi 1.75×10^5’ten 3.0×10^5’e kadar ayarlıyoruz.

Kuantum Pauli devri, dipol tuzak lazeri aracılığıyla tuzak frekansının değiştirilmesi ve Feshbach rezonansına yakın manyetik alanda etkileşim gücünün değiştirilmesi yoluyla uygulanmaktadır. Uzatılmış Veri Figür 1, tek bir devrenin deneysel sırasını açıklamaktadır. Moleküler BEC’in başlangıç hazırlığının ardından, tuzak adyabatik olarak sıkıştırılır, ODT lazer gücü PA’dan PB’ye 300 ms süreyle artırılır. Her iki yöneldikçe tuzak frekansları ODT lazer gücünün kareköküyle birlikte artar fakat tüm güçlerde kullanılan tuzaklama frekansları için eksenel yöndeki tuzak frekansı hiçbir şekilde önemli değildir. Oluşan geometrik ortalama tuzak frekansları Extended Data Tablo 1’de verilmektedir. Sabit tuzak frekansı ile 150 ms bekleyiş sonrasında B noktasına ulaşılır. Daha sonra manyetik alan şiddeti BA’dan BC’ye doğrusal olarak artırılarak etkileşim gücü değiştirilir. Manyetik alan şiddetinin değiştirilmesi eksenel yöndeki tuzak frekansını önemli ölçüde değiştirmez. Sabit manyetik alan ile 150 ms bekleme sonrasında C noktasına ulaşılır. Sonraki adımda, ODT lazer gücü ilk değer PA’ya rampalanarak gaz (C->D) tuzakta genişletilir. Son olarak, döngüyü ikinci bir manyetik alan rampasıyla BA’ya geri kapatırız. Tüm bir döngü çalıştırıldıktan sonra, ölçüm noktası A2’nin A noktasına eşit olduğunu doğruluyoruz. Tüm ölçüm serilerinde BA…