Atomic hyperfine resonances in a magnetic quadrupole field
研究了在三维磁四极场作用下,与原子核超精细相互作用的单价电子原子的量子共振。特别强调的是把超精细和四极力量的相互作用的研究。分析了基本的哈密顿量的各种对称性,揭示了引起共振能量的两倍简并。我们的数值方法采用复尺度方法和Sturmian基组。几个制度和类的短寿命和长寿命的共振被确定。共振的能量和衰减宽度的特征在于它们的电子和核自旋性质。
2008-02-25 physics.atom-ph
The hyperfine energy levels of alkali metal dimers: ground-state homonuclear molecules in magnetic fields
我们研究了同素碱金属二聚体在低阶转动和振动态的超精细能级和塞曼分裂,这对于设计产生深束缚分子的量子气体的实验是重要的。用密度泛函理论计算了核超精细耦合常数。对于非旋转态,零场分裂几乎完全由核自旋-自旋的标量耦合常数决定。与异核情况相比,总核自旋在磁场中保持良好的量子数。我们还研究了转动量子数N = 1的能级,它们具有长程各向异性四极-四极相互作用,并且可能是碰撞稳定的。对于这些状态的分裂是占主导地位的核四极耦合的碱金属二聚体和塞曼分裂是相当复杂的。
2008-10-27 physics.atom-ph physics.chem-ph
Hyperfine-mediated electric quadrupole shifts in Al$^+$ and In$^+$ ion clocks
我们评估了$^{27}$ Al $^+$和$^{115}$ In $^+$的${^1}\!S_0$和${^3}\!P_0$时钟状态的电四极矩。为了捕获所有的主要贡献,我们的分析延伸到三阶微扰理论,包括超精细耦合的电子的磁偶极子和电四极矩的核。对于$^{27}$ Al $^+$,偶然的抵消导致抑制的频移。这应该允许在没有特殊技术来控制或消除偏移的情况下持续改进时钟,例如对其他光学离子时钟至关重要的平均方案。
2017-01-31 physics.atom-ph
Ab initio calculations of hyperfine structures of zinc and evaluation of the nuclear quadrupole moment $Q(^{67}{\rm Zn})$
采用相对论多组态Dirac-Hartree-Fock(MCDHF)和非相对论多组态Hartree-Fock(MCHF)方法计算了锌的磁偶极子和电四极超精细结构常数.计算出的$ 4s 4p \,\, ^3 \! P^o_{1} $和$ 4s 4p \,\, ^3 \! P^o_{2} $状态的电场梯度以及电四极超精细结构常数的实验值使得提取核电四极矩$ Q(^{67}{\rm Zn}) = 0.122(10) $ b成为可能。已采用准统计方法对误差线进行了评估-使用11种不同的方法进行了计算,然后根据这些方法获得的结果之间的差异估计了误差线。
2018-04-02 physics.atom-ph
Hyperfine-structure constants of the $^{45}\!$Sc II ion and the nuclear quadrupole moment
Shenzhen Technology University(深圳理工大学);Hebei University(河北大学);Anhui Normal University(安徽师范大学)
本文通过混合的相对论方法计算了$^{45}$Sc$^{+}$离子的超精细结构常数,结合配置相互作用和耦合簇单双激发方法,确定了多个态的磁偶极和电四极超精细结构常数,并推导出核四极矩,与分子数据一致。
2026-06-28 physics.atom-ph
Hyperfine-induced electric dipole contributions to the electric octupole and magnetic quadrupole atomic clock transitions
超精细诱导的电偶极贡献可以显著增加原本非常弱的电八极和磁四极原子钟跃迁(例如,$s$和$f$电子轨道之间的跃迁)的概率。这些跃迁可用于异常精确的原子钟、量子信息处理和寻找暗物质。它们对标准模型之外的新物理非常敏感,例如精细结构常数的时间变化,洛伦兹不变性和爱因斯坦等效原理违反。我们制定的条件下,超精细诱导的电偶极子的贡献占主导地位。由于超精细猝灭,$^{173}$ Yb $^+$的电八极钟跃迁比目前使用的$^{171}$ Yb $^+$强两个数量级.在$^{143}$ Nd $^{13+}$、$^{149}$ Pm $^{14+}$、$^{147}$ Sm $^{14+}$和$^{147}$ Sm $^{15+}$离子中发现了一些增强。
2016-02-26 physics.atom-ph
Quadrupole moments and hyperfine constants of metastable states of Ca$^+$, Sr$^+$, Ba$^+$, Yb$^+$, Hg$^+$, and Au
用多组态Dirac-Hartree-Fock方法和相对论组态相互作用方法计算了Ca $^+$,Sr $^+$,Ba $^+$,Yb $^+$,Hg $^+$亚稳$^2 D_{3/2, 5/2}$态的原子四极矩和超精细常数.对于Hg $^+$,配置为$5d^9 6s^2$。对于其他离子,配置由一个单一的$d$ -电子外的一组封闭的壳层。目前对这些状态的四极矩的兴趣是由于这些离子的光学跃迁可以用作频率标准的参考。由于四极矩与外部电场梯度的相互作用而引起的亚稳态的能量偏移是这些频率标准中最大的误差来源之一。对于四极矩,与现有测量值的一致性在10%以内。对于超精细常数,获得了良好的协议与测量和与其他计算,除了的$^2D_{5/2}$状态的Sr $^+$,Ba $^+$,Yb $^+$的$A$因子,其中的相关效应是如此之大,他们扭转了相对于Dirac-Hartree-Fock值的常数的符号。作为对HgPDMATHABMS计算方法的检验,计算了等电子中性Au的$5d^9 6s^2 ^2 D_{3/2, 5/2}$态的四极矩和超精细常数.这就产生了一个新的核四极矩$Q$($^{197}$ Au)= +0.587(29)b。
2006-02-17 physics.atom-ph
Hyperfine structure of the $2\,^3\!P$ state in $^9$Be and the nuclear quadrupole moment
利用高度优化的显关联函数,考虑了有限核质量、辐射、原子核结构和相对论效应,对$^9$ Be原子中$2\,^3\!P$态的超精细结构进行了精确计算.通过与测量结果的比较,我们确定了$^9$ Be核四极矩为$Q_{\rm N} = 0.05350(14)$ barns,这不仅是最准确的结果,而且与以前的测定结果不一致。
2021-04-07 nucl-ex physics.atom-ph
Effect of finite nuclear size on the electric quadrupole hyperfine operator
本研究提出考虑有限核尺寸的电四极超精细相互作用算符,对比发现该效应对类氢系统超精细常数$B$影响小,但在多电子原子及对应跃迁振幅中因非对角矩阵元贡献显著增强。
2023-05-02 nucl-th physics.atom-ph
Hyperfine structure and electric quadrupole transitions in the deuterium molecular ion
分子氢离子具有重要意义,因为它们的光谱和外场诱导的位移有可能得到精确的理论评估。在同质分子离子中,电偶极$E1$跃迁被强烈抑制,并且主要激光光谱感兴趣的是电四极($E2$)跃迁光谱。在继续以前的工作H $_2^+$离子,我们在这里报告的超精细结构的激光诱导的电四极跃迁之间的一个大的集合D $_2^+$振转态的计算结果;以前的评估的不准确之处已被纠正。详细研究了激光偏振的影响。我们表明,氘核的电四极矩原则上可以确定低分数不确定性$(\simeq1\times10^{-4})$通过比较这里提出的结果与未来的数据从D $_2^+$的精密光谱。
2020-12-16 physics.atom-ph
Precision calculation of hyperfine-structure constants for extracting nuclear quadrupole moment of $^{43}$Ca
本文通过混合组态相互作用与耦合簇方法精确计算 $^{43}$Ca 三个激发态的电场梯度,结合实验超精细结构常数,确定其核四极矩为 -0.0479(6) b,解决了已有报道值差异显著的问题。
2025-08-21 physics.atom-ph
Variation of the quadrupole hyperfine structure and nuclear radius due to an interaction with scalar and axion dark matter
本文研究标量和轴子暗物质引起的核半径与电四极矩变化,发现电四极超精细结构敏感度比磁结构高1-2个数量级,并提出利用Yb$^+$光钟跃迁限制夸克质量、QCD参数及暗物质相互作用的变化。
2023-09-14 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Ab initio calculations of the hyperfine structure of 109Cd, 109Cd+ and reevaluation of the nuclear quadrupole moment Q(109Cd)
采用大规模从头计算方法,计算了$^{109}$ Cd离子$^+$中$5p~^2P_{3/2}$态和中性$^{109}$ Cd原子中$5s5p~^3P_{1,2}$态的电场梯度对电四极超精细相互作用常数$B$的贡献.为了探讨$B$对不同电子关联效应的敏感性,采用不同的策略,对六组变分多组态Dirac-Hartree-Fock和相对论组态相互作用进行了计算.计算出的电场梯度与实验测量的$B$值相结合,得到了一个新的核电四极矩$Q$($^{109}$ Cd)= 0.634(22)b,比推荐值约大5%[Stone,At. Data Nucl. Data Tables 111-112,1(2016); Pyykkö,Mol. 116,1328(2018)]。努力提供一个现实的理论不确定性的最终$Q$值的基础上的统计原理和相关的磁偶极子超精细相互作用常数$A$。
2022-01-11 physics.atom-ph physics.comp-ph
Many-Body Effects in Hyperfine Interactions in $^{205}$Pb$^+$
采用从头算方法研究了$^{205}$、Pb、$^+$的磁偶极和电四极超精细结构常数。用相对论耦合团簇理论在单重、双重和部分三重近似下考虑了所有量级的多体效应。这些影响的趋势被发现是不同的原子系统,已经研究过。
2006-04-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Relativistic coupled-cluster-theory analysis of the hyperfine interaction of Ra$^{+}$ isotopes
在单激发和双激发近似下,采用相对论耦合集团方法研究了奇Ra $^{+}$的超精细结构常数.计算的能量和磁偶极子超精细结构常数$A$表现出良好的协议与现有的实验值。结合实验测得的电四极超精细结构常数,我们还提取了$^{209,211,221,223}$ Ra的电四极矩$Q$。我们的$Q$($^{221}$ Ra)和$Q$($^{223}$ Ra)与半经验分析(Z.物理学D:在,摩尔Cluster 11,105(1988)),但$Q(^{211}$ Ra)= $0.33(2)$比参考值$0.48(4)$小约30%。此外,我们还计算了磁八极矩对超精细分裂的贡献。发现在$^{223}$ Ra $^{+}$中超精细结构间隔测量的灵敏度可以揭示核八极矩引起的效应,其灵敏度为kHz量级。
2021-03-14 physics.atom-ph
Reevaluation of the nuclear electric quadrupole moment for 87Sr by hyperfine structures and relativistic atomic theory
87 Sr核的核电四极矩值与推荐值[N. J. Stone,At. Data Nucl. Data Table 111-112,1(2016); P. Pyykko,Mol. 116,1328(2018)]和早期的结果[例如A. M. Matenson-Pendrill,J. Phys. B:At.摩尔35,917(2002); K. Z. Yu等人,A 70,012506(2004)]。利用电子在原子核产生的电场梯度,结合中性Sr原子5s 5 p 3 P 1,2态的超精细结构的实验值,我们报道了一个新的值Q(~(87)Sr)= 328(4)mb.在多组态Dirac-Hartree-Fock理论框架下,系统地考虑了电子关联,使电场梯度的不确定性控制在1%左右.本文结果与推荐值不同,但与Matenson-Pendrill和Yu等人的结果非常一致。我们推荐目前的Q值作为87 Sr的参考值。
2019-06-20 physics.atom-ph
Electric Quadrupole Moment of a Hydrogenlike Ion in $s$ and $p_{1/2}$ States
针对$ns_{1/2}$和$np_{1/2}$态,推导了超精细相互作用诱导的类氢原子电四极矩的相对论公式。考虑了磁偶极和电四极超精细相互作用。这些公式适用于任意核电荷和自旋的离子。在较宽的类氢离子范围内,将诱导四极矩与核四极矩进行了比较。
2006-01-30 physics.atom-ph
Higher-order corrections for the dynamic hyperfine structure of muonic atoms
在动态超精细结构框架下,提出了一种精确计算重μ子原子中二阶电四极相互作用以及电四极-真空混合极化引起的能量修正的方法.为此,进行多极展开的Uehling势。该方法适用于任意核电荷分布。通过使用变形的费米分布对μ介子铼和铀进行这些计算,表明这两种校正在即将到来的实验中可能可见的水平上做出贡献。
2018-09-18 physics.atom-ph
Hyperfine-mediated effects in a Lu$^+$ optical clock
我们考虑超精细介导的影响,时钟转换在$^{176}$卢$^+$。由于超精细相互作用引起的精细结构能级的混合,对给定态的Landé $g$因子和四极矩产生了修正。显式表达式推导出$g$因子和四极校正,其中领先的顺序项产生的核磁偶极耦合。对$^1S_0$和$^3D_1$超精细能级的$g$因子进行了高精度的测量,并提供了首阶修正项的实验测定。
2020-09-07 physics.atom-ph quant-ph
Relativistic Fock space coupled cluster study of bismuth electronic structure to extract the Bi nuclear quadrupole moment
我们报告的值的电四极矩的$^{209}$ Bi提取的原子数据。为此,我们进行了电子结构计算的基础$^4S^o_{3/2}$和激发$^2P^o_{3/2}$状态的原子Bi使用的Dirac-Coulomb-Breit哈密顿量和Fock空间耦合集团方法与单,双,三重振幅的三粒子Fock空间扇区。由所得的电场梯度值和可用的原子超精细分裂导出的$^{209}$ Bi、$Q(^{209}$ Bi $)=-418(6)$ ~mb的四极矩值与分子数据非常一致。由于Bi的不稳定同位素的超精细常数的可用性,当前的原子计算也允许校正它们的四极矩。
2021-06-08 nucl-th physics.atom-ph physics.chem-ph
High-accuracy Complete Active Space multiconfiguration Dirac-Hartree-Fock calculations of hyperfine structure constants of the gold atom
用多组态Dirac-Hartree-Fock(MCDHF)模型计算了金原子5d ~(96)s ~ 2 2D ~(3/2)和5d ~(96)s ~ 2 2D ~(5/2)能级的超精细分裂的期望值.涉及所有79个电子的一体、二体和三体电子相关效应已被系统地包括在内。本研究中采用的近似方法相当于完全活动空间(CAS)方法。计算的电场梯度,连同电四极超精细结构常数的实验值,使我们能够提取一个核电四极矩Q(197 Au)=521.5(5.0)mb。
2009-04-07 physics.atom-ph
Precision calculation of hyperfine structure of $^{7,9}$Be$^{2+}$ ions
在非相对论量子电动力学(NRQED)框架下研究了$^7$ Be $^{2+}$和$^9$ Be $^{2+}$离子的$2\,^3\!S_1$和$2\,^3\!P_J$态的超精细结构.目前$^9$ Be $^{2+}$超精细分裂结果的不确定度在几十ppm的数量级,其中两个数量级的改进,比以前的理论和实验值已经实现。研究了$^7$ Be $^{2+}$超精细分裂中的核电四极矩贡献。提出了一种基于精确能谱的Be核Zemach半径或电四极矩性质测定方案,为Be核的研究开辟了一个新的窗口。
2022-03-10 physics.atom-ph
Precision calculation of hyperfine constants for extracting nuclear moments of 229Th
许多核的核矩的确定依赖于超精细常数的计算,理论的不确定性直接影响核矩的不确定性。在这项工作中,我们提高了这种方法的精度,包括第一次的核心三重集团振幅方程的迭代解到相对论耦合集团方法,与大规模的完整的基组。我们在相对论耦合团簇单双三重态(CCSDT)方法的框架下,计算了229 Th ^(3+)低激发态的能量、磁偶极和电四极超精细结构常数.我们提出了一个详细的研究各种修正所有计算的属性。利用理论结果和实验数据,我们得到了核磁偶极矩和电四极矩分别为μ = 0.366(6)μ_N和Q = 3.11(2)eb,从而使四极矩的不确定度减小了三倍。本文研究了有限核磁化强度的Bohr-Weisskopf效应,给出了磁化强度分布偏离均匀分布的界限。
2021-07-30 physics.atom-ph
Developing a field independent frequency reference by averaging over transitions to multiple hyperfine levels
我们表明,通过平均过渡到多个超精细水平,四极位移和主导塞曼效应完全取消时,核自旋,我,至少是一样大的总电子角动量,J.的平均频率,从而定义了一个频率参考,这是固有的独立外部磁场和电场梯度。我们使用Lu+来说明该方法,虽然该方法可以很容易地适应其他原子物种。这种方法实际上消除了许多时钟候选者的四极和塞曼移位考虑。
2014-11-03 physics.atom-ph quant-ph
Precise dipole moments and quadrupole coupling constants of the cis and trans conformers of 3-aminophenol: Determination of the absolute conformation
用傅里叶变换微波光谱法测定了顺、反3-氨基苯酚的转动常数和氮原子核四极耦合常数。我们研究了几个$J=2\leftarrow{}1$和$1\leftarrow{}0$超精细分辨旋转转换的两种构象。的过渡是适合一个刚性转子哈密顿包括核四极耦合占氮核。对于顺式-3-氨基苯酚,我们得到了转动常数A=3734.930 MHz,B=1823.2095 MHz,C=1226.493 MHz;对于反式-3-氨基苯酚,我们得到了转动常数A=3730.1676 MHz,B=1828.25774 MHz,C=1228.1948 MHz。利用斯塔克效应测量精确地确定了偶极矩,用于顺式-3-氨基苯酚的$μ_a=1.7735$ D、$μ_b=1.5195$ D和反式-3-氨基苯酚的$μ_a=0.5563$ D、$μ_b=0.5376$ D的几个超精细跃迁。然而,旋转常数和四极耦合常数不允许确定的绝对配置的两个构象,这个分配是直接的基础上的偶极矩。进行了高水平的\emph{ab initio}计算(B3 LYP/6- 31 G ^* 到MP2/aug-cc-pVTZ),提供了通过这些理论方法获得的大分子的转动常数和偶极矩的误差估计。
2008-01-23 physics.atom-ph physics.chem-ph
The hyperfine energy levels of alkali metal dimers: ground-state polar molecules in electric and magnetic fields
我们研究的能级的异质碱金属二聚体的水平与最低的旋转水平的基态,这是很重要的努力,以产生基态超冷分子。我们用密度泛函理论计算了RbK和RbCs的核四极和磁耦合常数,并探讨了在电场和磁场存在下的超精细结构。对于非旋转态,零场分裂主要由电子介导的核自旋-自旋耦合部分决定。它们对于RbK同位素是几kHz,对于RbCs同位素是几十kHz。
2008-07-11 physics.atom-ph physics.chem-ph
Lande g-factor measurements for the 5d6s 3D2 hyperfine levels of 176Lu+
本文通过高精度测量 176Lu+ 的 5d6s 3D2 超精细能级 Landé g 因子,结合理论计算估计超精细介导的四极矩修正,并给出钟跃迁残余四极矩值。
2025-07-22 physics.atom-ph quant-ph
Theoretical study of electronic structure of hafnium (Hf, Z=72) and rutherfordium (Rf, Z=104) atoms and their ions: Energy levels and hyperfine structure constants
采用组态相互作用、耦合团簇单-双和多体微扰理论方法计算了超重元素钌(Rf,$Z$ =104)及其前三个离子的能级、磁偶极子和电四极超精细结构.这些结果将被用于未来的解释测量的核磁偶极子和电四极矩。为了指导研究的准确性,我们对铪(Hf,$Z$ =72)及其离子进行了类似的计算。Hf是Rf的较轻类似物,具有类似的电子结构。良好的协议与Hf的实验和与现有的能级的Rf的先前计算证明。
2021-09-29 physics.atom-ph
Magnetic dipole and electric quadrupole moments of the 229Th nucleus
我们使用高精度的相对论全阶方法计算了229 Th ~(3+)低激发态的A和B超精细常数。将这些计算与6d和5 f超精细常数的测量相结合[C. J. Campbell等人,物理修订版信函106,223001(2011)],确定了229 Th核的磁偶极子矩μ=0.360(7)μ B和电四极矩Q=3.11(6)eb.我们的μ值比以前的最佳值μ=0.46(4)μ_B [S. Gerstenkorn等人,J. Phys.(Paris)35,483(1974)],而我们的Q值是相同的,但比2011年的结果准确2.5倍。一个系统的研究超精细结构在其他八个单价原子支持我们的索赔的2%水平的不确定性$μ$和Q在229 Th +3。
2013-05-03 nucl-ex nucl-th physics.atom-ph
Optical frequency standard with $Sr^+$: A theoretical many-body approach
来自多个科学和技术领域的需求已经导致在全世界范围内寻找不确定度为1分之$10^{18}$的精确光学钟,其比基于微波频率范围的当今铯原子钟精确$10^{3}$倍。在这篇文章中,我们讨论了电四极和超精细位移的$5s ^{2}S_{1/2}\longrightarrow4d ^{2}D_{5/2}$时钟跃迁的$\mathrm{Sr^{+}}$,最有希望的候选人之一,下一代光学时钟。我们应用相对论耦合团簇理论确定了$\mathrm{^{88}Sr^{+}}$的$4d ^{2}D_{5/2}$态的电四极矩,以及在$B$频标研究中重要的$5s ^{2}S_{1/2}$和$4d ^{2}D_{5/2}$态的磁偶极子和电四极矩超精细常数.电子关联的影响,这是非常关键的准确测定这些量进行了讨论。
2007-02-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
Correlation Trends in the Hyperfine Structures of $^{210,212}$Fr
在相对论框架下,采用Dirac-Fock近似、二阶多体微扰理论和耦合团簇方法,计算了$^{210}$ Fr和$^{212}$ Fr的磁偶极和电四极超精细结构常数,证明了电子相关效应在低激发态超精细结构常数中的重要性.将我们推荐的理论结果与相应的实验值相结合,确定了上述同位素的改进的核磁偶极矩和电四极矩。在目前的工作中,它被观察到,有很大的差异之间的超精细结构常数的$7D_{5/2}$状态从实验和理论研究,而良好的协议被发现为其他$D_{5/2}$状态。我们估计的$8P$,$6D$,$10S$和$11S$状态的超精细常数可以作为测量这些量的基准非常有用。
2015-01-19 nucl-th physics.atom-ph physics.comp-ph
Calculation of the hyperfine structure of Dy, Ho, Cf, and Es
用最近发展起来的具有大量价电子的开壳层组态相互作用(CI)方法研究了califorenium(Cf,Z= 98)和einsteinium(Es,Z= 99)两个重原子。受测量这些原子的超精细结构(HFS)的实验工作的启发,我们计算了磁偶极HFS常数$A$和电四极HFS常数$B$,以便用磁矩$μ$和电四极矩$Q$解释测量结果.为了验证我们的计算,我们还进行了类似的计算,为轻同系物镝(Dy,Z= 66)和钬(Ho,Z= 67),其电子结构类似于Cf和Es,分别。我们对某些Es同位素的核磁矩进行了修正,得到了改进的$^{253}$ Es磁矩值[ $μ$($^{253}$ Es)= 4.20(13)$μ_N$ ]。
2023-01-09 physics.atom-ph
Resolution of hyperfine transitions in metastable 83Kr using Electromagnetically Induced Transparency
首次在亚稳态~(83)Kr中观测到了电磁感应透明(EIT)的窄线宽信号。通过实验观测到的EIT信号,我们确定了~(83)Kr在4p 55 s [3/2]2到4p 55 p [5/2]3流形中的各种超精细跃迁。饱和吸收光谱(SAS)中的一些未解决或解决不良的超精细跃迁在本工作中明确解决。利用这些EIT识别的超精细跃迁的光谱分离,对4p 55 s [3/2]2和4p 55 p [5/2]3流形的磁超精细常数(A)和电四极子超精细常数(B)进行了精确的测量.
2015-05-02 physics.atom-ph
Electron Correlation Effects in Hyperfine Interactions in $^{45}$Sc and $^{89}$Y
用相对论耦合集团理论计算了稳定同位素$^{45}$ Sc和$^{89}$ Y的磁偶极和电四极超精细结构常数。电子关联的作用被发现是非常重要的。这些效应所表现出的趋势是相当不同的,从以前研究的单价原子系统。
2005-06-01 physics.atom-ph physics.comp-ph
Refined nuclear magnetic octupole moment of $^{113}$In and $^{115}$In
本研究利用相对论耦合簇从头算与超精细光谱,重新分析 In 同位素低激发态超精细常数,精化了 $^{113}$In、$^{115}$In 磁八极矩并测得 $^{115}$In 电四极矩。
2024-01-24 physics.atom-ph
$\textit{Ab initio}$ electronic factors of the $A$ and $B$ hyperfine structure constants for the $5s^25p6s \; ^{1,3}\! P^{\rm o}_{1}$ states in Sn I
大规模$\textit{ab initio}$计算的电场梯度,这构成了电子的贡献电四极超精细常数$B$,进行$5s^25p6s$ $^{1,3}\!P^{\rm o}_1$激发态锡,使用三个独立的计算策略的变分多组态Dirac-Hartree-Fock方法和第四种方法的基础上的配置相互作用Dirac-Fock-Sturm理论。对于$5s^25p6s$ $^{1}\!P^{\rm o}_1$状态,$0.4\%$的最终值$B/Q =703(50)$ MHz/b与Yordanov ${\it et~al.}$ [Communications Physics ${\bf 3}$,107(2020)]最近使用的值不同,该值用于从共线激光光谱测量中提取$^{(117-131)}$ Sn范围内的锡同位素的核四极矩$Q$。努力提供一个现实的理论不确定性的最终$B/Q$值的$5s^25p6s\,^{1}\!P^{\rm o}_1$状态的基础上统计原理和相关的磁偶极子超精细常数$A$。
2020-07-22 physics.atom-ph
Hyperfine structure of Li and Be^+
用相对论组态相互作用方法计算了^{7,6}Li和^9 Be ^+的磁偶极和电四极超精细结构分裂.给出了2^2 S、3^2 S、2^2 P_{1/2}和2^2 P_{3/2}态的数值计算结果。CI计算的基础上的Dirac-Coulomb-Breit哈密顿补充单独处理的QED,核磁化分布,反冲,和负连续效应。
2008-06-09 physics.atom-ph
Revisiting Nuclear Quadrupole Moments in $^{39-41}$K Isotopes
本文较精确地计算了原子质量数为39、40和41的钾同位素的核四极矩。结合电四极超精细结构常数($B$)的实验结果和我们对其$4P_{3/2}$态的$B/Q$计算结果,确定了$^{39}$ K的$Q$值为0.0614(6)$b$.此外,将该$Q$值与测量的比率$Q$($ ^{40}$ K)$/Q$($ ^{39}$ K)和$Q$($ ^{41}$ K)$/Q$($ ^{39}$ K)组合,我们分别获得$Q$($ ^{40}$ K)$=-0.0764(10) \ b$和$Q$($ ^{41}$ K)$=0.0747(10) \ b$。在给定的不确定度范围内,这些结果与最近引用的核数据表中的标准值不一致。计算采用相对论耦合团簇理论,在单原子价、双原子价和涉及重要三原子价近似下进行。计算的$B/Q$结果的准确性可以在我们计算的磁偶极超精细结构常数($A$)与它们相应的测量值之间的比较的基础上查看许多低的状态。这两个$A$和$B$结果在几个激发态的第一次。
2012-08-20 physics.atom-ph
Atomic determination of the nuclear quadrupole moment $\mathrm{Q}(^{209}{\rm Bi})$ using the multi-configuration Dirac-Hartree-Fock method
利用 Grasp2018 中的多组态 Dirac-Hartree-Fock 方法计算铋原子电场梯度,结合实验超精细常数提取 $^{209}$Bi 核四极矩为 -422(22) mb,并参与构建世界平均值 -420(17) mb。
2025-03-25 nucl-ex nucl-th physics.atom-ph
Wigner Crystals of 229Th for Optical Excitation of the Nuclear Isomer
我们在线性Paul阱中制备了229 Th ~(3+)的激光冷却维格纳晶体。测量了四个低位电子能级的磁偶极(A)和电四极(B)超精细常数,以及三个低位光学跃迁相对于~(232)Th ~(3+)的相对同位素位移。利用超精细B常数,结合已有的原子结构计算,导出了新的光谱核电四极矩Q = 3.11(16)eb。这些结果是一个步骤的光学激发的低位异构体水平的229 Th核。
2011-10-11 physics.atom-ph
Precise measurement of hyperfine structure in the $5P_{3/2}$ state of $^{85}$Rb
我们展示了一种技术来测量超精细结构使用频率稳定的二极管激光器和声光调制器锁定到两个超精细峰之间的频率差。我们使用这种技术来测量超精细间隔的$5P_{3/2}$状态的$^{85}$ Rb和获得20 kHz的精度。我们提取的磁偶极耦合常数$A=25.038(5)$ MHz和电四极耦合常数$B=26.011(22)$ MHz的值。这些值比以前的结果有了显著的改进。
2003-07-18 physics.atom-ph physics.optics
Hyperfine-mediated static polarizabilities of monovalent atoms and ions
我们应用相对论多体方法计算一价原子和离子基态超精细流形内跃迁的静态微分极化率。在许多高精度的实验中,如微波原子钟和寻找CP破坏的永久电偶极矩,都需要知道这种跃迁极化率。传统的极化率是在与外加电场的二阶相互作用中产生的,而微分极化率涉及原子电子与核磁矩的超精细相互作用的额外贡献。我们推导出标量和张量极化率公式,包括磁偶极子和电四极超精细相互作用的贡献。给出了Al、Rb、Cs、Yb $^+$、Hg $^+$和Fr的数值结果。
2010-11-12 physics.atom-ph
Coupling of atomic quadrupole transitions with resonant surface plasmons
研究了纳米结构金属超材料中原子电四极跃迁与等离子体激元激发的耦合。铯原子气体在685 nm处的四极跃迁被光泵浦,而感生的基态布居耗尽则用在852 nm处的强电偶极跃迁上调谐的光探测。我们利用选择性反射来分辨铯原子的无多普勒超精细结构。我们观察到的反射光谱在超材料的存在下,强烈的修改,并讨论了四极耦合的表面等离子体极化激元的空间变化的作用。
2019-06-03 physics.atom-ph
Theoretical prediction of the Fine and Hyperfine structure of heavy muonic atoms
用相对论方法对μ子原子的精细结构和超精细结构进行了精确计算,给出了μ子205 Bi,147 Sm和89 Zr的计算结果.利用扩展的核电荷和电流分布,用一级微扰理论计算了磁偶极和电四极分裂引起的超精细结构。从量子电动力学的主要修正,即真空极化在Uehling近似,包括作为一个潜在的直接在狄拉克方程。此外,由于周围的电子的有效屏蔽电位的计算,并估计领先的相对论反冲修正。
2017-10-01 physics.atom-ph
Relativistic coupled-cluster calculation of hyperfine-structure constants of $^{229}$Th$^{3+}$ and evaluation of the electromagnetic nuclear moments of $^{229}$Th
$^{229}$ Th是研制核光学钟和探索标准模型之外新物理的一个有希望的候选者。准确了解$^{229}$ Th的核性质是非常重要的。在本工作中,我们使用基于高斯基组的相对论耦合团簇方法计算了$^{229}$ Th $^{3+}$的前四个态的超精细结构常数。本文以最低阶量子电动力学(QED)修正的非对Dirac-Coulomb-Breit哈密顿量为出发点,将单激发和双激发的所有线性和非线性项都包含在耦合团簇计算中。用测得的超精细结构常数[Phys.Rev.Lett. 106. 223001(2011)],我们得到了$^{229}$ Th核的磁偶极矩$μ=0.359(9)$和电四极矩$Q=2.95(7)$。我们的磁偶极矩与Safronova \textit{et. al.} [Phys.Rev.A 88,060501(2013)]全阶计算的推荐值$μ=0.360(7)$完全一致,但我们的电四极矩小于他们的推荐值$Q=3.11(6)$,约为5%。结果表明,Safronova \textit{et. al.}的全阶计算中没有包含的单激发和双激发的非线性项对精确计算$^{229}$ Th的$Q$值至关重要。此外,我们还给出了磁八极超精细结构常数和一些重要的非对角超精细跃迁矩阵元,这是进一步提取$^{229}$ Th核磁八极矩$Ω$所必需的.
2021-12-02 physics.atom-ph
Measurements of the Hyperfine Structure of Atomic Energy Levels in Co II
用傅里叶变换光谱仪在$^{-1}$ nm ~($3000-63000$ cm)范围内测量了单电离态钴(Co Ⅱ)的光谱,并对钴的超精细结构常数进行了分析。在$700$谱线上的拟合导致测量$292$磁偶极子超精细相互作用$A$常数,其值在$-32.5$ mK和$59.5$ mK之间($1$ mK $=0.001$ cm $^{-1}$)。$37$的分子量在$\pm0.4$ mK和$\pm3.0$ mK之间,其余的$37$的分子量在$\pm7$ mK之间。电四极子超精细相互作用$B$常数可以仅在$1$能级下估算。具有已知$A$值的Co II水平的数量现在增加了十倍,改进了Co II在天文化学丰度分析中更广泛、更可靠和更准确的应用。
2020-11-30 physics.atom-ph
Theoretical study on the hyperfine interaction constants and the isotope shift factors for the $3s^2~^1 S_{ 0} ~-~ 3s3p~^{3,1}P^o_1$ transitions in Al$^+$
用多组态Dirac-Hartree-Fock方法计算了Al $^+$离子3s 3 p $^{3,1}P^o_1$态的磁偶极和电四极超精细相互作用常数,以及从这两个态到基态3s $^2~^1S_0$跃迁的同位素位移因子,包括质量和场位移因子.基于活性空间方法,详细研究了电子关联和Breit相互作用对这些物理量的影响。计算结果表明,CC和高阶关联对于评价原子参数的不确定度是相当重要的。超精细相互作用常数的不确定度小于1.5%.虽然同位素位移因子对电子关联高度敏感,但通过探索电子关联的影响,获得了合理的不确定性。此外,我们还发现Al $^{+}$的质量移动因子的相对论核反冲修正很小,对电子关联不敏感。这些原子参数对提取Al同位素的核电四极矩和均方电荷半径具有重要的参考价值。
2017-06-28 nucl-th physics.atom-ph
Laser-stimulated electric quadrupole transitions in the molecular hydrogen ion H2+
分子氢离子具有重要意义,因为它们的光谱和外场诱导的位移有可能得到精确的理论评估。本文报道了${\rm H_2^+}$的大量振转态之间的激光诱导电四极跃迁速率的计算结果。详细讨论了E2跃迁谱的超精细结构和塞曼结构以及激光偏振的影响。我们还提出了核自旋-电子自旋耦合常数,计算精度比以前高10倍。
2018-01-16 physics.atom-ph
Quantum beat spectroscopy: stimulated emission probe of hyperfine quantum beats in the atomic Cs 8p $^{2}P_{3/2}$ level
利用超精细极化量子拍频测量方法,确定了激发态Cs原子8 p能级的磁偶极(A)和电四极(B)耦合常数。实验方法是一种新颖的组合脉冲光泵浦和时间延迟受激发射探测激发能级。由测量的原子线偏振度随探测延迟时间的变化,我们确定了超精细耦合常数A = 7.42(6)MHz和B = 0.14(29)MHz。
2014-10-20 physics.atom-ph quant-ph
Case studies of atomic properties using coupled-cluster and unitary coupled-cluster methods
用相对论耦合集团(CC)和么正耦合集团(UCC)方法计算了铝($^{27}Al$)原子的磁偶极和电四极超精细常数。电子关联的影响进行了研究,使用不同水平的CC近似和截断计划。计算了电离势、激发能、跃迁几率、振子强度和核四极矩,以评价方案的准确性。用CC和UCC计算得到的核四极矩分别为142.5mbarn和141.5mbarn。我们计算的IP和EE与它们的测量值之间的偏差小于0.3%。这里报道的其他单电子性质也与测量结果非常一致。
2005-07-12 physics.atom-ph
Ground state hyperfine splitting in ^6,7Li atoms and the nuclear structure
在考虑电子关联的情况下,计算了$^{6,7}$ Li原子中$2S_{1/2}$基态超精细分裂的相对论修正和QED修正.由此产生的理论预测达到了这样的精度水平,通过与实验值的比较,它们能够确定核特性。特别地,所获得的结果表明,具有比$^6$ Li小的电荷半径的$^7$ Li核具有大约40%大的Zemach半径。再加上已知的电四极矩和磁偶极矩的差异,这就要求对Li原子核结构有更深入的了解。
2013-11-19 nucl-th physics.atom-ph
Precision determination of the ground-state hyperfine splitting of trapped ${}^{113}$Cd${}^{+}$ ions
我们测量了${}^{113}$ Cd ${}^{+}$离子的基态超精细分裂为15199862855.02799(27)Hz,分数不确定度为$1.8\times10^{-14}$ .离子被捕获和激光冷却在一个线性四极保罗陷阱。分数频率稳定度被测量为${4.2} \times 10^{-13}/\sqrtτ $,从高信噪比的Ramsey条纹获得,并在近5小时的测量时间内获得,这接近于从Dick效应估计的短期稳定度极限。我们的结果与以前报道的值是一致的,但测量精度是迄今为止获得的最好结果的四倍。
2021-10-24 physics.atom-ph
Relativistic calculations of the lifetimes and hyperfine structure constants in $^{67}$Zn$^{+}$
本文用{ \it ab initio}方法精确测定了基础物理中一个有趣的体系$^{67}$ Zn $^{+}$的基态和几个低激发态的磁偶极(M1)和电四极(E2)超精细结构常数.在相对论框架内的耦合团簇(CC)理论已被用于在此计算。长期存在的需求,相对论性和高度相关的计算,如CC可以能够解决的分歧之间的寿命估计先前报道的一些低的状态Zn $^{+}$。不同的电子相关效应在确定这些数量的作用进行了讨论,并提出他们的贡献。
2007-10-09 physics.atom-ph
Measurement of the hyperfine structure of the S1/2-D5/2 transition in 43Ca+
用激光光谱法研究了~(43)Ca ~(++)在729 nm处S_(1/2)-D_(5/2)四极跃迁的超精细结构。确定了亚稳能级的超精细结构常数A=-3.8931(2)MHz,B=-4.241(4)MHz。测得该跃迁相对于~(40)Ca ~+的同位素位移为4134.713(5)MHz。我们证明了在非零低磁场下存在独立于一阶塞曼位移的跃迁。这些跃迁可能比众所周知的零磁场下m=0电平之间的“时钟跃迁”更适合于建立频率标准。
2007-03-28 physics.atom-ph