原子加速是利用电磁场或光场有序改变原子动量,使原子从低速状态转入可控高速或定向束流的技术。
现代实验通常先用激光冷却和磁光阱将原子制备为低温、高相干的样品,再通过Zeeman减速器、受激拉曼跃迁、光学晶格中的Bloch振荡或光脉冲反冲等方式精确传递动量,实现加速或减速。
看似矛盾的“冷却”与“加速”可协同工作:低温提高相干性与定向性,随后用受控光学操作施加精确动量。
可控加速得到的原子束广泛应用于原子干涉仪与高精度原子钟,提高惯性测量、重力梯度探测和基本常数测定的灵敏度。
与此同时,芯片级原子光学与集成微波/光子器件的发展,正在推动便携化原子传感器与量子信息处理器的实现。
当前挑战包括维持长时间相干性、抑制散射噪声及在小型化平台上提高能量转移效率。
随着量子控制技术与微纳加工的进步,原子加速将在量子传感、导航与基础物理测试中发挥越来越重要的作用。