We present a magnetic trap for cold atoms near a surface of a millimeter-sized atom chip. The trap allows us to capture a large number of atoms with modest electrical currents (40 A) and to generate large magnetic gradients (>300 G cm−1). Here we report a mixture containing 6 × 109 atoms for the two rubidium isotopes 87Rb and 85Rb. This device does not require cleanroom facilities nor micro-machining technologies which makes its construction easier. In addition our design allows the implementation of an optical dipole trap with a laser beam passing through the chip.
REFERENCES
1.
R.
Bouchendira
, P.
Cladé
, S.
Guellati-Khélifa
, F.
Nez
, and F.
Biraben
, Phys. Rev. Lett.
106
, 080801
(2011
).2.
G.
Rosi
, F.
Sorrentino
, L.
Cacciapuoti
, M.
Prevedelli
, and G. M.
Tino
, Nature
510
, 518
(2014
).3.
Z.-K.
Hu
, B.-L.
Sun
, X.-C.
Duan
, M.-K.
Zhou
, L.-L.
Chen
, S.
Zhan
, Q.-Z.
Zhang
, and J.
Luo
, Phys. Rev. A
88
, 043610
(2013
).4.
C.
Freier
, M.
Hauth
, V.
Schkolnik
, B.
Leykauf
, M.
Schilling
, H.
Wziontek
, H.-G.
Scherneck
, J.
Müller
, and A.
Peters
, J. Phys.: Conf. Ser.
723
, 012050
(2016
).5.
P.
Gillot
, B.
Cheng
, A.
Imanaliev
, S.
Merlet
, and F.
Pereira Dos Santos
, in Proceedings of 30th EFTF
(York
, UK
, 2016
).6.
P.
Berg
, S.
Abend
, G.
Tackmann
, C.
Schubert
, E.
Giese
, W. P.
Schleich
, F. A.
Narducci
, W.
Ertmer
, and E. M.
Rasel
, Phys. Rev. Lett.
114
, 063002
(2015
).7.
I.
Dutta
, D.
Savoie
, B.
Fang
, B.
Venon
, C. L.
Garrido Alzar
, R.
Geiger
, and A.
Landragin
, Phys. Rev. Lett.
116
, 183003
(2016
).8.
I.
Carusotto
, L.
Pitaevskii
, S.
Stringari
, G.
Modugno
, and M.
Inguscio
, Phys. Rev. Lett.
95
, 093202
(2005
).9.
S.
Dimopoulos
and A. A.
Geraci
, Phys. Rev. D
68
, 124021
(2003
).10.
P.
Wolf
, P.
Lemonde
, A.
Lambrecht
, S.
Bize
, A.
Landragin
, and A.
Clairon
, Phys. Rev. A
75
, 063608
(2007
).11.
A.
Derevianko
, B.
Obreshkov
, and V. A.
Dzuba
, Phys. Rev. Lett.
103
, 133201
(2009
).12.
S.
Pelisson
, R.
Messina
, M.-C.
Angonin
, and P.
Wolf
, Phys. Rev. A
86
, 013614
(2012
).13.
M. A.
Hohensee
, S.
Chu
, A.
Peters
, and H.
Müller
, Phys. Rev. Lett.
106
, 151102
(2011
).14.
S.
Dimopoulos
, P. W.
Graham
, J. M.
Hogan
, and M. A.
Kasevich
, Phys. Rev. Lett.
98
, 111102
(2007
).15.
Y.
Margalit
, Z.
Zhou
, S.
Machluf
, D.
Rohrlich
, Y.
Japha
, and R.
Folman
, Science
349
, 1205
(2015
).16.
B.
Barrett
, L.
Antoni-Micollier
, L.
Chichet
, B.
Battelier
, P.-A.
Gominet
, A.
Bertoldi
, P.
Bouyer
, and A.
Landragin
, New J. Phys.
17
, 085010
(2015
).17.
L.
Zhou
, S.
Long
, B.
Tang
, X.
Chen
, F.
Gao
, W.
Peng
, W.
Duan
, J.
Zhong
, Z.
Xiong
, J.
Wang
, Y.
Zhang
, and M.
Zhan
, Phys. Rev. Lett.
115
, 013004
(2015
).18.
D.
Schlippert
, J.
Hartwig
, H.
Albers
, L. L.
Richardson
, C.
Schubert
, A.
Roura
, W. P.
Schleich
, W.
Ertmer
, and E. M.
Rasel
, Phys. Rev. Lett.
112
, 203002
(2014
).19.
A.
Bonnin
, N.
Zahzam
, Y.
Bidel
, and A.
Bresson
, Phys. Rev. A
88
, 043615
(2013
).20.
P.
Hamilton
, M.
Jaffe
, P.
Haslinger
, Q.
Simmons
, H.
Müller
, and J.
Khoury
, Science
349
, 849
(2015
).21.
M. D.
Gregoire
, I.
Hromada
, W. F.
Holmgren
, R.
Trubko
, and A. D.
Cronin
, Phys. Rev. A
92
, 052513
(2015
).22.
A.
Miffre
, M.
Jacquey
, M.
Büchner
, G.
Trénec
, and J.
Vigué
, Eur. Phys. J. D
38
, 353
(2006
).23.
W. F.
Holmgren
, R.
Trubko
, I.
Hromada
, and A. D.
Cronin
, Phys. Rev. Lett.
109
, 243004
(2012
).24.
R. H.
Leonard
, A. J.
Fallon
, C. A.
Sackett
, and M. S.
Safronova
, Phys. Rev. A
92
, 052501
(2015
).25.
C.
Champenois
, M.
Büchner
, R.
Delhuille
, R.
Mathevet
, C.
Robilliard
, C.
Rizzo
, and J.
Vigué
, The Hydrogen Atom: Precision Physics of Simple Atomic Systems
, Lecture Notes in Physics Vol. 570 (Springer
, 2001
), p. 554
.26.
A.
Arvanitaki
, S.
Dimopoulos
, A. A.
Geraci
, J.
Hogan
, and M.
Kasevich
, Phys. Rev. Lett.
100
, 120407
(2008
).27.
T.
Kovachy
, P.
Asenbaum
, C.
Overstreet
, C. A.
Donnelly
, S. M.
Dickerson
, A.
Sugarbaker
, J. M.
Hogan
, and M. A.
Kasevich
, Nature
528
, 530
(2015
).28.
M.
Arndt
and K.
Hornberger
, Nat. Phys.
10
, 271
(2014
).29.
S.
Nimmrichter
and K.
Hornberger
, Phys. Rev. Lett.
110
, 160403
(2013
).30.
S.
Lepoutre
, A.
Gauguet
, G.
Trénec
, M.
Büchner
, and J.
Vigué
, Phys. Rev. Lett.
109
, 120404
(2012
).31.
K. S.
Hardman
, C. C. N.
Kuhn
, G. D.
McDonald
, J. E.
Debs
, S.
Bennetts
, J. D.
Close
, and N. P.
Robins
, Phys. Rev. A
89
, 023626
(2014
).32.
Atom Chips
, edited by J.
Reichel
and V.
Vuletic
(Wiley-VCH
, Hoboken, NJ
, 2011
).33.
M.
Keil
, O.
Amit
, S.
Zhou
, D.
Groswasser
, Y.
Japha
, and R.
Folman
, J. Mod. Opt.
63
, 1840
(2016
).34.
D. M.
Farkas
, K. M.
Hudek
, E. A.
Salim
, S. R.
Segal
, M. B.
Squires
, and D. Z.
Anderson
, Appl. Phys. Lett.
96
, 093102
(2010
).35.
J.
Rudolph
, W.
Herr
, C.
Grzeschik
, T.
Sternke
, A.
Grote
, M.
Popp
, D.
Becker
, H.
Müntinga
, H.
Ahlers
, A.
Peters
, C.
Lämmerzahl
, K.
Sengstock
, N.
Gaaloul
, W.
Ertmer
, and E. M.
Rasel
, New J. Phys.
17
, 065001
(2015
).36.
S.
Aubin
, S.
Myrskog
, M. H. T.
Extavour
, L. J.
LeBlanc
, D.
McKay
, A.
Stummer
, and J. H.
Thywissen
, Nat. Phys.
2
, 384
(2006
).37.
M. K.
Ivory
, A. R.
Ziltz
, C. T.
Fancher
, A. J.
Pyle
, A.
Sensharma
, B.
Chase
, J. P.
Field
, A.
Garcia
, D.
Jervis
, and S.
Aubin
, Rev. Sci. Instrum.
85
, 043102
(2014
).38.
P. A.
Altin
, N. P.
Robins
, D.
Doring
, J. E.
Debs
, R.
Poldy
, C.
Figl
, and J. D.
Close
, Rev. Sci. Instrum.
81
, 063103
(2010
).39.
S.
Cornish
, N.
Claussen
, J.
Roberts
, E.
Cornell
, and C.
Wieman
, Phys. Rev. Lett.
85
, 1795
(2000
).40.
C. J. E.
Straatsma
, M. K.
Ivory
, J.
Duggan
, J.
Ramirez-Serrano
, D. Z.
Anderson
, and E. A.
Salim
, Opt. Lett.
40
, 3368
(2015
).41.
S.
Schneider
, A.
Kasper
, Ch.
Hagen
, M.
Bartenstein
, B.
Engeser
, T.
Schumm
, I.
Bar-Joseph
, R.
Folman
, L.
Feenstra
, and J.
Schmiedmayer
, Phys. Rev. A
67
, 023612
(2003
).42.
A.
Hopkins
, B.
Lev
, and H.
Mabuchi
, Phys. Rev. A
70
, 053616
(2004
).43.
K. L.
Moore
, T. P.
Purdy
, K. W.
Murch
, K. R.
Brown
, K.
Dani
, S.
Gupta
, and D. M.
Stamper-Kurn
, Appl. Phys. B
82
, 533
(2006
).44.
R.
Wang
, M.
Liu
, F.
Minardi
, and M.
Kasevich
, Phys. Rev. A
75
, 013610
(2007
).45.
D.
Trypogeorgos
, S. D.
Albright
, D.
Beesley
, and C. J.
Foot
, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
47
, 075302
(2014
).46.
M. T.
DePue
, S.
Lukman Winoto
, D. J.
Han
, and D. S.
Weiss
, Opt. Commun.
180
, 73
(2000
).47.
M. P. A.
Jones
, C. J.
Vale
, D.
Sahagun
, B. V.
Hall
, and E. A.
Hinds
, Phys. Rev. Lett.
91
, 080401
(2003
).48.
D.
Harber
, J.
McGuirk
, J.
Obrecht
, and E.
Cornell
, J. Low Temp. Phys.
133
, 229
(2003
).49.
B.
Kasch
, H.
Hattermann
, D.
Cano
, T. E.
Judd
, S.
Scheel
, C.
Zimmermann
, R.
Kleiner
, D.
Koelle
, and J.
Fortágh
, New J. Phys.
12
, 065024
(2010
).50.
J.
Märkle
, A. J.
Allen
, P.
Federsel
, B.
Jetter
, A.
Günther
, J.
Fortágh
, N. P.
Proukakis
, and T. E.
Judd
, Phys. Rev. A
90
, 023614
(2014
).© 2017 Author(s).
2017
Author(s)
You do not currently have access to this content.
