低熵值深度简并玻色气体

   前两年听过Marti给的一个报告，他提到一个对Bose气体进行弱测量的方案。用射频场将BEC的一部分原子变到另一个态，然后用吸收法测量这部分原子的性质。因为每次自旋翻转的原子数不多，光学厚度不太高，可以更精确地测量原子团；另一方面，可以对原子团进行连续多次的测量，这在一些研究BEC动力学过程的实验中具有非常重要的作用。而且因为可以做一系列的测量，系统的某些不稳定因数可以被抵消。当时就觉得这个方法非常有用，很吸引人。希望以后能将这个方法应用到自己的实验中去。

最近他们小组在这个方法的基础上，又做了细致的工作，并利用这种技术，获得深度简并的BEC气体(Nature Physics doi:10.1038/nphys3408)。

图1：实验时序和弱测量结果。

实验如图1所示。在Rb原子团冷却到BEC之前，用射频场将部分原子从|1，-1>态转到

|1，0>态，然后在|1，0>态帮助下实现更高效冷却，并最后用测量|1，0>的温度来标定系统的温度，达到准确测量的结果。

    |1，0>原子的存在有多方面的好处。首先是提供一个测量温度的手段。如上图1b所示，在BEC存在情况下，BEC光学厚度很大，不好准确区分和测量热原子的部分，因此很难准确测量原子团的温度。而|1，0>的存在却解决了这个问题。因为|1，0>原子的数量很少，没有达到简并的温度，因此没有BEC部分的干扰，可以很准确的测量温度。而热平衡过程保证两个不同分量的原子团具有相同的温度。

   |1，0>原子存在的第二个作用是提高蒸发冷却的效率。在只有一个自旋分量的情况下，当温度冷却到一定程度，到达深度简并情况，蒸发冷却效率降低。但是，|1，0>原子由于数量很少，在这个时候并没有到达简并情况，因此还可以享受高效率的蒸发冷却。用|1，0>原子来协同冷却深度简并的|1，1>原子团，达到较高的效率。最后获得原子团温度为0.02乘上简并温度，每个粒子携带的熵值为1x10-3kB，这是目前报道的BEC简并度最高的记录。

   不过文章的摘要中提到，实现某些奇异相需要每个粒子携带非常低的熵值，比如量子磁序需要0.3kB，但是文章中并没有研究这些奇异的相，或许后续他们会继续开展这方面工作。