原子加速是一门利用电磁场或光场对中性原子施加动量以改变其速度与能量的技术。
常见手段包括基于光子动量的辐射压(如原子束和激光推力)、利用光学势阱产生的保守势(光学晶格、光镊子)以及通过受激拉曼跃迁实现的相干动量转移(布洛赫振荡、光镊搬运)。
激光冷却先将原子降温,再用脉冲或连续光场精确加速,能在微观尺度上实现可控输运。
实验上常先用磁光阱(MOT)捕获并冷却原子,再通过脉冲光、受激拉曼或动态移位的光学晶格将动量精确传递到原子。
玻色-爱因斯坦凝聚体和冷原子云提供了高相干源,用于高灵敏度的干涉测量。
该技术在原子钟、干涉式惯性传感器、量子模拟与量子信息处理以及精密测量基本常数方面有重要应用。
挑战在于抑制散粒噪声、热化与相干损失,同时提高加速效率与可重复性。
随着芯片级原子器件、超快光学和纳米光子学的发展,原子操控的精度与集成度将持续提升,为便携式量子传感、精密导航、地球科学及基础物理测试提供新的工具与可能。