A new trap stores a single atom while maintaining the free-space properties of the atom. The atom is localized in the dark trap center of a repulsive light field, which is formed by the combination of well-defined spatial modes of an optical cavity. Spectroscopy of the energy levels in addition demonstrates that the atom is at the same time strongly coupled to a near-resonant mode of the cavity. The coupled system allows to detect the atom in a short time while it spontaneously scatters only about one photon. More detailed position information can be obtained from the simultaneous coupling to several modes. The accessible parameter range includes the region of three-dimensional cavity cooling. Moreover, a resonance in the two-photon spectroscopy of the bound atom-cavity system was observed for the first time. This demonstrates the potential of the trap for measurements of fundamental quantum effects.     «

A new trap stores a single atom while maintaining the free-space properties of the atom. The atom is localized in the dark trap center of a repulsive light field, which is formed by the combination of well-defined spatial modes of an optical cavity. Spectroscopy of the energy levels in addition demonstrates that the atom is at the same time strongly coupled to a near-resonant mode of the cavity. The coupled system allows to detect the atom in a short time while it spontaneously scatters only abo...     »

Eine neuartige Falle speichert ein einzelnes Atom und erhält dabei weitgehend dessen Freiraumeigenschaften. Die Kombination wohldefinierter räumlicher Moden eines optischen Resonators formt dazu ein repulsives Lichtfeld, in dessen dunklem Fallenzentrum das Atom lokalisiert wird. Die Spektroskopie der Energiezustände zeigt zudem, dass das Atom gleichzeitig stark mit einer nahresonanten Mode wechselwirkt. Das so präparierte gekoppelte System erlaubt es, das Atom in kurzer Zeit zu detektieren, während es spontan nur ungefähr ein Photon streut. Die simultane Kopplung an mehrere Moden ermöglicht eine genauere Positionsbestimmung. Der zugängliche Parameterbereich umfasst die Region drei-dimensionalen Resonatorkühlens. Darüber hinaus konnte erstmals eine Resonanz in der Zweiphotonenspektroskopie des gebundenen Atom-Resonator Systems beobachtet werden. Dies demonstriert das Potential der Falle für Messungen von fundamentalen Quanteneffekten.     «

Eine neuartige Falle speichert ein einzelnes Atom und erhält dabei weitgehend dessen Freiraumeigenschaften. Die Kombination wohldefinierter räumlicher Moden eines optischen Resonators formt dazu ein repulsives Lichtfeld, in dessen dunklem Fallenzentrum das Atom lokalisiert wird. Die Spektroskopie der Energiezustände zeigt zudem, dass das Atom gleichzeitig stark mit einer nahresonanten Mode wechselwirkt. Das so präparierte gekoppelte System erlaubt es, das Atom in kurzer Zeit zu detektieren, währ...     »