原子加速并非单纯把原子推快,而是通过精确控制光场、电磁场或静电势来改变原子的动量分布。
常见手段包括激光冷却与光学推动、磁光阱释放形成的原子束、利用脉冲光学格子实现的布洛赫振荡和“光镊子”直接传递动量。
带电粒子则可用离子阱、射频四极杆或线性加速器加速。
原子加速技术的核心在于对相位与能量的亚波长级控制,使得加速过程既可提高原子速度,也能保持或定制其相干性。
应用方面,受控加速的原子束是原子干涉仪、精密原子钟和惯性传感器的关键资源;在基础物理中可用于精确测量基本常数和检验引力、量子力学极限。
此外,原子加工与纳米结构制备、冷离子化学研究亦受益于此技术。
随着量子技术与光学操控手段进步,原子加速将在传感、计量与量子信息领域发挥更大作用,同时对实验设计与环境隔离提出更高要求。