原子加速是指通过外加场或光学手段有控制地增加中性原子或带电离子的动能与速度的过程。
对离子通常采用静电或射频电场直接加速;对中性原子则常借助激光动量传递(光压),激光脉冲推力、光学晶格中的布洛赫振荡以及受控势阱的释放等方法实现。
实际操作中常先用激光冷却与磁光阱降低温度和动量宽度以保持相干性,再通过精确时序的脉冲或势场转换完成加速。
原子加速器在原子干涉仪、惯性传感器、精密重力与电磁场测量、量子信息搬运以及基本常数测量中显示出重要价值。
主要挑战包括保持相干时间、防止碰撞和散射导致的去相干、以及实现高通量与芯片级集成。
未来方向包括与微纳光学、电路封装结合以实现便携化原子束源,更高精度的加速方案以及在基础物理检验和工业加工中的扩展应用。