О возможности наблюдения хаотического блуждания холодных атомов в жестких оптических решетках

Теоретически и численно показана возможность экспериментального наблюдения хаотического блуждания холодных атомов в одномерной жесткой оптической решетке без какой-либо модуляции ее параметров и дополнительного воздействия. Этот эффект детерминированного хаоса возникает вблизи оптического резонанса благодаря нелинейному взаимодействию электронной и механической степеней свободы атома. В определенном диапазоне значений расстройки резонанса каждый раз при пересечении атомом узла стоячей световой волны, формирующей решетку, происходит скачкообразное псевдослучайное изменение величины атомного дипольного момента с соответствующим изменением импульса атома. Это приводит к эффекту хаотического блуждания атомов со свойствами классического детерминированного хаоса, а именно к экспоненциальной чувствительности атомных траекторий к малым изменениям начальных условий и/или управляющих параметров. Часть атомов из начального облака со временем меняет направление движения на противоположное, что можно зафиксировать в реальном эксперименте. Численные эксперименты с атомами лития с учетом спонтанного излучения показывают, что, варьируя интенсивность излучения лазера (нормированную расстройку резонанса), можно в реальном эксперименте осуществлять переход от регулярного режима движения атомов к их хаотическому блужданию в жесткой оптической решетке.