原子加速是指通过外部场(如激光、磁场或电场)使原子获得定向动量和能量的过程。
传统粒子加速器侧重带电粒子,而原子加速关注中性或受控带电原子束,常用技术包括激光压强推力、激光冷却与推进、塞曼慢化器(Zeeman slower)、受控电场脉冲和刺激拉曼跃迁等。
冷原子技术能在微开尔文乃至纳开尔文温度下精确控制原子速度,结合光学晶格、光镊和原子芯片可实现高速迁移、定向输运与相干操控。
原子加速在原子干涉仪、精密计时(原子钟)、冷原子引力计、惯性导航以及量子模拟与量子信息处理方面具有重要应用前景。
实现高速度同时保持相干性、低发散与高通量仍是主要挑战,需要在束流聚焦、相位稳定与噪声抑制技术上持续改进。
随着纳米制造与光场工程的发展,原子加速正向着更小型化、集成化和工程化的方向发展,有望推动基础物理测量与新型量子器件的革新。