“原子加速”通常指对原子速度和动量的受控调节。
与带电粒子不同,中性原子不能被静电场直接加速,常用手段包括激光冷却与光压推动、光学镊子与光学晶格中移动势阱、塞曼慢器和斯塔克减速器,以及基于拉曼或布洛赫振荡的受激动量转移。
先用激光冷却或蒸发冷却将原子温度降至微开氏或纳开氏,再通过精确的光脉冲或移动势阱“推”出所需速度;每次光子吸收与发射带来的微小动量累积,构成精细速度控制的基础。
该技术是原子干涉仪、原子钟、惯性传感和量子信息处理的重要基础,能用于高精度测量基本常数与测试引力等基本物理。
当前挑战包括提高加速效率、延长相干时间以及器件小型化。
未来结合原子芯片与纳米光学结构,有望实现便携化、低功耗的原子加速与量子传感器应用。