原子加速是指利用外加力场改变原子的动量与速度,以实现可控的位移、聚焦或输运。
对中性原子常用的方法包括光子动量传递(光压)、受激拉曼脉冲和光学晶格中的布洛赫振荡,通过精确调控激光频率和相位可分阶段、高精度地给原子赋予定量动量;对带电粒子则以电磁场直推为主。
实验实现有塞曼减速器产生慢原子束、光学钳与原子芯片在微纳尺度上的加速与输运、以及利用受控光脉冲实现的动量冲击。
原子加速技术是原子干涉仪、精密原子钟、惯性传感和量子信息处理的重要基础;在等效原理测试、重力测量乃至提出的原子重力波探测概念中也发挥关键作用。
实例包括冷原子布拉格衍射、原子激光中对相干动量态的制备与操控。
未来发展趋势指向器件化与小型化、高速高保真加速以保持相干性以及在复杂环境下的工程化应用。
主要挑战则是提高动量转移效率与速度同时抑制热化与相干耗散,以及简化系统复杂度以适应实际应用。