“原子加速”通常指通过外加场(光场、磁场、电场等)改变原子动量,实现受控加速或减速的技术。
与带电粒子加速器不同,原子通常是中性的,因此常用的方法依赖于光子动量(辐射压力、斯塔克光镊)或周期势垒(光学晶格)对原子施加可控力。
激光冷却与光学镊可以先将原子减速并局域化,再利用受控光场或磁场梯度对它们进行加速;在光学晶格中,通过改变势阱相位或施加外场可以引发布洛赫振荡,从而实现精确的动量传输。
原子芯片与磁光阱提供了微尺度的输运和加速方案,便于与集成化器件结合。
原子加速在基础物理和应用领域均有广泛价值:用于原子干涉仪中的速度操控以提高相位灵敏度,支持高精度的重力、惯性和常数测量;在量子模拟与量子信息处理中,可将原子作为信息载体在芯片上定向传输;在冷原子束实验中,精确的动量控制有助于探测微小相互作用或检验基本对称性。
此外,原子加速技术推动了物质波光学的发展,使得“原子光束整形”和“缓慢原子激光”成为可能。
未来,随着光场控制和微纳结构技术进步,原子加速将在便携化量子传感器、精密时频标准及新型量子器件中发挥更大作用。