Ultracold collisions of metastable helium atoms
我们报告散射长度的单重态西格玛g +，三重态西格玛u +和五重态西格玛g +绝热分子势有关的碰撞的两个亚稳态（n=2三重态S）氦原子作为这些潜力的不确定性的函数。这些散射长度被用来计算实验上可观察到的散射长度，弹性截面和非弹性率的碰撞原子的状态的任何组合，在维格纳阈值近似是有效的温度。
2001-06-27 physics.atom-ph
Nanolithography with metastable helium atoms in a high-power standing-wave light field
我们已经创建了周期性的纳米级结构，在金基板上的光刻工艺，使用亚稳态三重态氦原子，损害疏水抗蚀剂层的基板上。一束亚稳态氦原子被横向冷却并被引导通过一个强驻波光场。与常用的低功率光掩模相比，高功率光场（饱和参数为10 E7）显著增加了原子在驻波中的限制，并且使得实验装置的对准不那么关键。由于亚稳态氦原子的高内能（20 eV），每个抗蚀剂分子仅需要一个原子的剂量。曝光时间仅为8分钟，就可以产生间距为542 nm、宽度为100 nm（光学掩模所用波长的1/11）的平行线。
2003-08-19 physics.atom-ph
Ultracold atomic collisions in tight harmonic traps: Perturbation theory, ionization losses and application to metastable helium atoms
紧密限制的原子之间的碰撞会导致电离，从而导致原子从陷阱中丢失。我们发展了一个球对称系统的张量微扰的二阶微扰理论，然后将该理论应用于自旋偶极相互作用介导的过程。再分配和损失机制的情况下，自旋极化亚稳氦原子和五个最低的S态的陷阱和捕获频率范围从1 kHz到10 MHz的结果进行了研究。
2004-08-29 physics.atom-ph
Penning collisions of laser-cooled metastable helium atoms
给出了亚稳态氦原子磁光阱中两体损失率的实验结果。通过监测陷阱荧光的衰减，以系统的方式测量范围从-5到-30 MHz和不同强度的几种激光失谐的绝对速率。研究了两体损失率系数$β$对激发态（$2^3P_2$）和亚稳态（$2^3S_1$）粒子数的依赖关系.从这些结果我们推断出一个相当均匀的速率常数$K_{sp}=(1{\pm}0.4)\times10^{-7}$ cm $^3$ /s。
2001-03-20 physics.atom-ph
Precision Measurement for Metastable Helium Atoms of the 413 nm Tune-Out Wavelength at Which the Atomic Polarizability Vanishes
我们提出了第一次测量氦原子的调谐波长，原子的极化率消失。我们利用一种新的，高灵敏度的技术，精确测量的影响，在封闭的亚稳态（$2^{3}S_{1}$）氦原子的捕获电位的变化照射的扰动激光场。实验测得的调谐波长为413.0938（$9_{Stat.}$）（$20_{Syst.}$）nm，与理论计算值（413.02（9）nm）相当吻合，理论计算值对有限核质量、相对论和量子电动力学（QED）效应敏感。这为更详细的理论研究提供了动力，以测试QED。
2015-05-26 physics.atom-ph
Ultracold homonuclear and heteronuclear collisions in metastable helium
采用全量子密耦合方法计算了亚稳态氦原子超冷碰撞的散射和电离截面及电离率。在1 $μ$ K ~ 1 K温度范围内，研究了玻色子${}^{4}$ He $^{*} +{}^{4}$ He $^{*}$和费米子${}^{3}$ He $^{*} + {}^{3}$ He $^{*}$系统的同素碰撞以及混合${}^{3}$ He $^{*} +{}^{4}$ He $^{*}$系统的异素碰撞.精心构建的玻恩-奥本海默分子势用于描述碰撞原子之间的静电相互作用，和复杂的光学势用于表示通过电离从${}^{1,3}Σ$状态的损失。磁自旋偶极介导的转换从${}^{5}Σ$状态包括自旋极化和非极化系统的结果报告。与实验结果，以前的半经典模型，和扰动单通道模型进行比较。
2019-04-02 physics.atom-ph
Heteronuclear ionizing collisions between laser-cooled metastable helium atoms
本文研究了亚稳（23 S1）3 He和4 He原子的稀混合体系中的冷电离异原子碰撞，扩展了我们以前在类似同原子碰撞方面的工作[R. J. W. Stas等人，PRA 73，032713（2006）]。这种碰撞的一个简单的理论模型使我们能够计算准非极化气体在没有共振光（T = 1.2 mK）的情况下的异质结电离速率系数：K34（th）= 2.4*10^-10 cm ^3/s。这一计算得到了磁光俘获混合物对K34的测量结果的支持，其中每种物质含有约1*10^8个原子，K34（exp）= 2.5（8）*10^-10 cm ^3/s。理论与实验结果吻合较好。
2007-01-17 physics.atom-ph
Spin-dipole induced lifetime of the least-bound quintet sigma state of He(2S)+He(2S)
两个自旋极化的亚稳氦原子在超冷碰撞过程中形成的五西格玛态的最小束缚振动能级（v=14）的性质对于研究亚稳氦原子的光缔合光谱是至关重要的。我们报告的自旋偶极耦合的五重态西格玛状态的单重态的潘宁和缔合电离过程是非常可能的这种状态的自电离寿命的计算。我们发现寿命约为150微秒，明显大于最近的实验估计（4-5）微秒。
2006-04-24 physics.atom-ph
Laser Intensity Dependence of Photoassociation in Ultracold Metastable Helium
本文研究了自旋极化亚稳氦原子与J=1，$0_u^+$态的三个最低振转能级的光缔合作用，其中$0_u^+$态渐近于2 $s {}^{3}$ S $_{1}+2p {}^{3}$ P $_{0}$，采用了对低激光强度有效的线位移的二阶微扰处理和两种非微扰紧耦合处理，一种是基于物质加激光系统的修饰态，另一个是基于修正的辐射耦合，该辐射耦合渐近消失，从而模拟实验条件。这些非微扰处理是有效的任意激光强度，并产生完整的光缔合共振配置文件。这两种变体给出了几乎相同的结果的线位移和宽度的共振，并表明它们对激光强度的依赖是非常接近线性和二次分别为两个最低的水平。的共振配置文件上叠加了显着的背景损失，这个亚稳态氦系统的功能不存在于其他系统中的光缔合的研究，这是由于激发态$0_u^+$电位的非常浅的性质。在低激光强度下，密耦合和微扰计算的线位移结果非常接近。
2009-07-15 physics.atom-ph
Bichromatic Slowing of Metastable Helium
我们研究了两种方法，显着扩大的速度范围的光学双色力（BCF），使其适用于激光减速的原子和分子束。首先，我们提出了实验结果和计算的BCF减速亚稳态氦使用非常大的BCF失谐，并讨论了这种方法的局限性。我们详细考虑的约束，固有的和实际的，设置可用的上限的BCF。然后，我们表明，一个更有前途的方法是利用一个相对较小的速度范围结合啁啾多普勒频移的BCF配置文件，以保持与原子共振的力，因为它们被放慢。在该啁啾BCF方法的初始实验测试中，使用具有$\lesssim 125$ m/s的速度宽度的BCF分布，通过$\sim 370$ m/s使氦原子减速。直接缩放本研究结果表明，减速器为他 * 能够加载磁光阱（MOT）可以产生的亮度相比，一个更大的塞曼慢。
2012-12-02 physics.atom-ph
Interaction effects on dynamical localization in driven helium
动力学局域化通过阻碍激发过程来防止被驱动的原子系统快速碎裂。我们提出了一个微波驱动的氦里德伯原子的共线模型内的数值模拟，并证明了动力学局域化生存的电子-电子相互作用的影响，即使是双激发态在快速自电离的存在下。我们的结论是，电子-电子排斥本地化的效果可以通过适当的重新调整的原子能级密度和外部场的相互作用的强度来描述。
2014-08-22 physics.atom-ph quant-ph
Spin-state-controlled chemi-ionization reactions between metastable helium atoms and ground-state lithium atoms
我们证明了控制$^4$ He（2 $^3$ S $_1$）- $^7$ Li（2 $^2$ S $_{1/2}$）化学电离反应的全光学电子自旋态制备的两个原子物种之前的碰撞过程。我们的结果表明，化学电离强烈抑制（增强）的非自旋守恒（自旋守恒）碰撞在热能。这些发现与基于自旋角动量耦合的准分子态原子态的模型是一致的。与模型的小偏差表明$^4Σ^+$通道对违反自旋守恒的反应速率的贡献。
2022-03-24 physics.atom-ph
Long-range interactions of metastable helium atoms
利用高精度变分确定的波函数计算了氦原子n=2三重态和单重态的极化率、色散系数和长程原子-表面相互作用势。
1998-02-27 physics.atom-ph physics.chem-ph
A simple 2 W continuous-wave laser system for trapping ultracold metastable helium atoms at the 319.8 nm magic wavelength
在超冷的光阱氦中，$2 \ ^3 S \rightarrow 2 \ ^1 S$跃迁的高精度光谱是可能的，但精度受到由光偶极阱引起的ac斯塔克位移的限制。为了克服这个问题，我们已经建立了一个捕获激光系统在预测的魔术波长为319.8 nm。我们的系统基于使用市售组件的频率转换，并在此波长下产生超过2 W的功率。有了这个系统，我们显示捕获超冷原子，热（$\sim0.2 \ \mathrm{μK}$）和玻色-爱因斯坦凝聚体，陷阱寿命为几秒钟，主要是由非共振散射的限制。
2018-04-18 physics.atom-ph
Magneto-optical trap for metastable helium at 389 nm
利用389 nm处的23 S1-> 33 P2谱线作为亚稳态三重态氦原子的捕获和冷却跃迁，建立了一个磁光阱.远红失谐MOT（失谐量Δ = -41 MHz）通常包含几个10^7倍的原子，密度相对较高（约10^9 cm^-3），这是389 nm处每个光子的动量传递较大和两体损失率系数较小（2 * 10^-10 cm ^3/s < beta < 1.0 * 10^-9 cm ^3/s）的结果。在1083 nm处的2 3S 1-> 2 3 P2谱线上，两体损失率比MOT小5倍以上。此外，我们测量到的温度为0.46（1）mK，与1083 nm的情况相比低2.5倍。将失谐量减小到Delta= -9 MHz导致在少量捕获原子的情况下，云温度低至0.25（1）mK。389 nm的MOT表现出小的损失，由于双光子电离，这已经被调查以及。
2002-10-15 physics.atom-ph
Low-energy positron scattering from metastable helium
Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院精密测量科学与技术创新研究院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
使用超球坐标R矩阵传播方法研究正电子与单重态和三重态亚稳态He(1s2s)的散射，报告弹性散射和正电子素形成截面，并分析近阈值共振结构。
2026-09-21 physics.atom-ph
Thermalization of magnetically trapped metastable helium
我们观察到磁囚禁亚稳氦原子的弹性碰撞热化。我们的方法在应用RF刀后直接采样重建热能分布。我们的样品向平衡态的弛豫时间给出了接近幺正极限的弹性碰撞速率常数。
2001-02-21 physics.atom-ph physics.gen-ph
Ultracold collisions in tight harmonic traps: Quantum defect model and application to metastable helium atoms
本文从量子亏损理论的角度分析了强谐振子约束下两个超冷原子碰撞系统，给出了确定系统允许能量的广义自洽方法。我们还提出了两个高效的计算方法，用于确定这种系统的束缚态能量和本征函数。微扰谐振子问题的特征是在原子间相互作用势的有效范围之外存在一个长的渐近区域。第一种方法，这是基于量子亏损理论，是一个适应的技术开发的作者之一（GP）的高度激发态在修改后的库仑势，是非常有效的集成通过这个外部区域。第二种方法是直接数值解的径向薛定谔方程使用离散变量表示的动能运营商和缩放的径向坐标网格。该方法被应用到的情况下，被困的自旋极化亚稳氦原子。计算的特征值非常接近的两种方法，并与计算的自洽使用广义自洽方法。
2004-02-16 physics.atom-ph
Fast production of Bose-Einstein condensates of metastable Helium
利用磁四极和交叉光偶极阱的混合方法研究了亚稳态氦-4原子的玻色-爱因斯坦凝聚。在我们的装置中，我们用2 × 10^6个原子跨越了相变，在光阱中得到了5 × 10^5个原子的纯凝聚体。这种冷却氦-4的新方法提供了增强的循环稳定性，原子的大光学访问，并导致每6秒产生一次冷凝-比最先进的速度快3倍。这种加速将大大减少测量许多粒子相关性所需的数据采集时间，这是由于亚稳态氦能够被单独检测。
2015-04-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
An ultracold, optically trapped mixture of {87}Rb and metastable {4}He atoms
我们报道了在光偶极阱中实现超冷（<25 μ K）的铷（{87}Rb）和亚稳三重态氦（{4}He）混合物。我们的方案包括激光冷却的双物种磁光阱，同时MW和RF诱导的强制蒸发冷却的四极磁阱，并转移到一个单光束的光偶极阱。我们观察到长的捕获寿命的双重自旋拉伸的自旋态混合物和测量更短的寿命为其他自旋态组合。我们讨论了实现碱金属和亚稳态氦原子的量子简并混合物的前景。
2016-11-04 physics.atom-ph
Trace Detection of Metastable Helium Molecules in Superfluid Helium by Laser-Induced Fluorescence
我们描述了一种探测电离辐射的方法，它结合了超流氦的特殊性质和量子光学技术的灵敏度。液氦中的电离导致大量亚稳态氦分子的产生，这可以通过激光诱导荧光来检测。可以使用循环跃迁多次探测每个分子，从而以高信噪比检测单个分子。这种技术可以用来探测中微子、弱相互作用的大质量粒子和超冷中子，并对液态He-4中的超流体流动进行成像。
2005-03-11 astro-ph nucl-ex physics.atom-ph
Zeeman deceleration of electron-impact-excited metastable helium atoms
我们提出的实验结果表明-第一次-塞曼减速的氦原子在亚稳态2^3S_1。对于从490 m/s到370 m/s的最终速度的减速，实现了超过40%的束的动能减小。亚稳原子的产生是通过一个额外的放电型过程，我们详细描述了其性能增强的电子碰撞激发源。在不同的电子束脉冲持续时间的减速数据的比较证实，初始粒子分布和相空间接受的减速器之间的匹配是至关重要的生产的减速包具有明确的速度分布。实验结果与三维粒子轨道数值模拟结果吻合良好。
2015-01-19 physics.atom-ph physics.chem-ph
Studying the normal-fluid flow in Helium-II using metastable helium molecules
我们证明，亚稳态氦分子可以用作示踪剂，可视化的超流$^{4}$他使用激光诱导荧光技术的正常流体的流动。对普通流体射流冲击铜圆盘中心的流型进行了成像。当射流通过圆盘表面时，观察到正常流体的环形循环结构。在我们关闭分子源之后，测量捕获在循环结构中的分子的荧光信号作为时间的函数。分子的辐射寿命和密度可以通过使用简单的分析模型拟合测量数据来确定。我们还讨论了一个拟议的实验上使用以前开发的分子标记成像技术可视化的正常流体的速度分布在热逆流通道中的量子湍流的过渡过程中。
2009-10-11 physics.atom-ph physics.gen-ph
Determining the antiproton magnetic moment from measurements of the hyperfine structure of antiprotonic helium
反质子氦光谱学的最新进展允许以300 MHz的精度测量（37，35）亚稳态的超精细结构（HFS）组分之间的分离，相当于3 × 10 ^{-5}的相对精度。对现有反质子氦HFS理论结果的不确定性分析表明，通过测量任意已知亚稳态HFS的适当选择分量的分裂，反质子的偶极磁矩值（目前已知仅为0.3%）的精度可以提高2个数量级。还讨论了通过三重共振法的模拟所提出的测量的可行性。
2007-07-24 physics.atom-ph
Metrology and Many-Body Physics with Ultracold Metastable Helium
超冷稀释气体为原子结构的测量提供了理想的环境。氦的内部结构足够简单，可以高度准确地预测其共振和跃迁速率。因此，精确的氦激光光谱对这种计算产生了经验约束。这些都是可取的，在正在进行的调查，寻求调和核电荷半径数据在氢和氦原子的独立测定之间的分歧。要么这些粒子的大小是真正恒定的，量子电动力学（QED）是有缺陷的，要么理论是正确的，一些新的物理学在原子尺度上发挥作用。超冷玻色气体也是更好地理解玻色-爱因斯坦凝聚、超流性和凝聚态系统中弱相互作用的物理学的理想试验场。氦的亚稳态激发态的大内能使得能够测量单个原子的动量，提供了一个新的透镜，通过它可以检查弱相互作用和强关联系统。这一特性被用来研究BEC在扩展到远场后的量子损耗。最后，附录报告了实现氦的光晶格阱的早期进展。
2022-12-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Metrology in a two-electron atom: The ionization energy of metastable triplet helium ($\mathbf{2\,^3S}_\mathbf{1}$)
本文通过结合干涉式激光对准、SI 可溯源频率校准与成像辅助无多普勒光谱的新方法，在冷超声束中测量亚稳态氦 $2\\;^3S_1$ 的电离能，新值与最精确理论结果偏差达 $9\\,σ$，证实了双电子体系中实验与理论的显著差异。
2025-01-06 physics.atom-ph
Ab initio interaction potentials and scattering lengths for ultracold mixtures of metastable helium and alkali-metal atoms
本文用非迭代三重态修正的全电子限制开壳层耦合团簇单重态和双重态[CCSD（T）]计算和精确计算长程$C_6$系数，得到了双原子亚稳三重态氦+碱金属（Li，Na，K，Rb）体系的精确从头算四重态势.这些电位提供了精确的从头算四重散射长度，这对于这些多电子系统是可能的，因为小的约化质量和浅电位导致少量的束缚态。我们的结果是相关的超冷亚稳态三重氦+碱金属混合物实验。
2015-06-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Time-dependent renormalized natural orbital theory applied to the two-electron spin-singlet case: ground state, linear response, and autoionization
有利地缩放数值含时多电子技术，如含时密度泛函理论（TDDFT）与绝热交换相关势通常无法捕捉高度相关的电子动力学。我们提出了一种基于自然轨道的方法，即，单体约化密度矩阵的本征函数，它在数值上几乎和绝热TDDFT一样便宜，但它能够描述相关现象，如双激发态、自电离、光电子谱中的Fano分布和一般的强场电离。自然轨道的运动方程（EOM）和它们的占据数已经在前面推导过了。我们表明，通过使用重整化自然轨道（RNO），两者都可以结合成一个方程所支配的厄米有效哈密顿量。我们专注于双电子自旋单态系统，被称为TDDFT的“最坏情况”测试场，并采用广泛使用的，数值精确可解的一维氦模型原子（在激光场中）来基准我们的方法。RNO的完全非线性EOM的解决方案受到不稳定性的困扰，并且诉诸线性响应不是研究强激光场中非微扰动力学的最终目标的选择。因此，我们做了两个相当大胆的近似：我们采用初始状态“冻结”的有效RNO哈密顿量的时间传播和截断的RNO的数量只有两个每个自旋。令人惊讶的是，事实证明，即使有这些强大的近似，我们得到一个高度准确的基态，重现双激发态，和自电离。
2013-11-22 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Ionization rates in a Bose-Einstein condensate of metastable Helium
我们研究了He ~* BEC中的电离碰撞。测量的离子产生率结合测量的密度和数量的原子为同一个样品，使我们能够估计两个和3体的贡献，这个速度。与我们的磁阱中凝聚原子数的衰减相比，在射频屏蔽的存在下，表明电离碰撞是主要或全部损失的原因。量子损耗对三体反应速率常数作了实质性的修正。
2002-08-06 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Observation and measurement of an extra phase shift created by optically detuned light storage in metastable helium
实验表明，在室温下的亚稳态氦中的电磁感应透明（EIT）表现出光存储能力的耦合和探测光束和原子多普勒分布的中心之间的失谐的中间值。一个额外的相移示出被施加到检索的光脉冲时，EIT协议在非零光学失谐执行。这种相移的值测量不同的光失谐0和2 GHz之间，并讨论了其起源。
2014-02-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Penning collisions between supersonically expanded metastable helium atoms and laser-cooled lithium atoms
我们描述了一个实验装置，包括亚稳态氦原子和超冷锂原子的磁光阱（MOT）的超声束的放电源，使它有可能在高离子计数率研究潘宁电离和缔合电离过程。阳离子反应产物进行了分析，使用一种新的离子检测方案，允许质量选择，高离子提取效率和良好的碰撞能量分辨率。讨论了He Li弹性碰撞对MOT中稳态Li原子数的影响，并利用碰撞数据估算了放电源的激发效率。我们还表明，潘宁碰撞可以直接用于探测锂云的温度，而不需要额外的时间分辨吸收或荧光检测系统。
2019-01-08 physics.atom-ph physics.chem-ph
Bose-Einstein condensate of metastable helium for quantum correlation experiments
报道了亚稳态氦-4的玻色-爱因斯坦凝聚的实现。在一种新型的脉冲管低温恒温器源中，氦被激发到其亚稳态后，原子束被准直和减速。然后，我们在磁光阱中捕获几个10^8原子。对于随后的蒸发冷却，原子被转移到磁阱中。简并通常是用几个10^6原子实现的。为了探测高分辨率的原子关联，安装了超快延迟线探测器。该探测器由四个象限组成，具有独立的读出电子器件，可以真正同时检测原子，特别适合需要检测相关子系统的量子相关实验。我们希望我们的设置，以允许直接演示动量纠缠的情况下，相当于爱因斯坦-波多尔斯基-罗森gedanken实验。这将为利用量子关联特性的物质波实验铺平道路。
2015-01-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Frequency shifts of photoassociative spectra of ultracold metastable Helium atoms : a new measurement of the s-wave scattering length
我们观察到磁囚禁的亚稳态$^4$ $^*$原子的单色光缔合光谱中的光致频率移动。在与$2^3S_1 - 2^3P_0$渐近线相连的纯长程$0_u^+$势中，一对超冷自旋极化的$2^3S_1$氦原子被激发到分子束缚态。这种位移是由分子激发束缚态与两个碰撞$2^3S_1$原子的散射态和束缚态的光耦合引起的。我们测量了$0^+_u$势中几个振转能级的频移，发现它与光缔合激光强度呈线性关系。与理论分析的比较提供了一个很好的指示的s-波散射长度$a$的五重态（$^5Σ_g^+$）的潜力，$a=7.2\pm 0.6$ nm，这是显着低于大多数以前的结果通过非光谱方法。
2005-09-22 cond-mat.other physics.atom-ph
Polarizability of the kaonic helium atom
本文利用复坐标旋转法研究了K介子氦原子亚稳态的静态偶极极化率，发现部分态在致密氦靶中对碰撞猝灭不稳定，不应在实验中被探测到。
2024-08-29 physics.atom-ph
Metastable helium molecules as tracers in superfluid liquid $^{4}$He
在超流液体$^{4}$ He中，在脉冲模式或连续场发射模式下工作的尖钨尖端附近放电产生的亚稳态氦分子使用激光诱导荧光技术成像。通过脉冲尖端，产生一小群He $_{2}^{*}$分子。在2.0 K时，液体中的分子遵循正常流体的运动。我们可以通过追踪单分子云的位置来确定热致逆流中的正常流体速度。当我们在连续场发射模式下运行尖端时，从尖端产生正常流体射流，并且分子被夹带在射流中。使用聚焦的910 nm泵浦激光脉冲将一小组分子驱动到振动$a(1)$态。随后用扩展的925 nm探测激光脉冲对标记的$a(1)$分子成像，使我们能够测量正常流体的速度。我们开发的技术首次展示了使用埃大小的粒子追踪超流氦中正常流体成分的能力。
2009-04-09 physics.atom-ph physics.flu-dyn
Optical Quenching of Metastable Helium Atoms using Excitation to the $4P$ State
放电和电子碰撞激发导致产生两种亚稳态的亚稳态氦原子，2 $^1$ S $_0$和2 $^3$ S $_1$。然而，许多应用需要这些物种之一的纯光束或至少对相对状态布居的详细知识。本文介绍了一种在超声束中进行He（2 $^1$ S $_0$）光耗尽的原始实验方案的特性，该方案是基于用二极管激光器在397 nm处光激发4 $^1$ P $_1 \leftarrow 2^1$ S $_0$跃迁。从我们的实验结果和数值计算的比较，我们推断在所有的研究中的光束速度（1070米/秒$\leq v \leq$ 1750米/秒）的近单位的耗尽效率。由于该技术提供了一种直接的手段来确定在脉冲超音速氦束的单重态到三重态的比例，我们的研究结果表明，束内单重态到三重态的比例是不同的气体脉冲的后缘。
2019-06-16 physics.app-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Imaging-assisted single-photon Doppler-free laser spectroscopy and the ionization energy of metastable triplet helium
本文提出一种利用超音速束流中原子位置与横向速度关联的成像方法，将残余多普勒展宽抑制到约1 MHz，并据此测定亚稳态三重态氦的电离能，证实了近期实验与理论值之间的显著差异。
2023-08-16 physics.atom-ph
Magnetic-field dependent trap loss of ultracold metastable helium
实验研究了磁子态为m=+1和m=-1的亚稳~ 4 He原子在光偶极阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体的衰变与磁场的关系。我们的测量证实了长期以来对两体损失率系数的计算，该系数显示出超过50 G的增加。我们证明，对于m=-1的原子，衰变仅由三体复合引起，三体损失率系数为6.5（0.4）（0.6）10^（-27 cm ^6s ^（-1），这在普适的少体理论中是有趣的。我们还搜索了最近预测的d波费什巴赫共振，但没有观察到它。
2011-11-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
High-precision spectroscopy of the forbidden 2 3S1 - 2 1P1 transition in quantum degenerate metastable helium
我们测量了处于光偶极阱中的亚稳He-4原子量子简并气体在887 nm处的23 S1 - 21 P1禁戒跃迁。测得跃迁频率为338 133 594.4（0.5）MHz，由此得到2 1 P1态的电离能为814 709 148.6（0.5）MHz。这个电离能与可用的最精确的量子电动力学（QED）计算不一致> 3 σ。我们的测量还提供了一个新的确定的寿命的2 1 P1状态的0.551（0.004）统计（+0.013，-0.000）系统，这是最准确的测定日期和理论非常符合。
2014-04-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum-State Controlled Penning Ionization Reactions between Ultracold Alkali and Metastable Helium Atoms
在一个超冷的，光学捕获的混合物的$^{87}$ Rb和亚稳的三重态$^4$ He原子，我们研究了陷阱损失不同的自旋态组合，其中种间潘宁电离是主要的两体损失过程。我们观察到长的捕获寿命的纯四重态的自旋状态组合，表明强烈抑制潘宁电离损失至少两个数量级。对于其他自旋混合物，我们观察到短的寿命，线性依赖于入口通道的双重字符。我们比较提取的损失率系数与最近的预测多通道量子亏损理论的反应碰撞，涉及一个强放热损失通道，并发现近普遍的双重散射损失。我们的工作表明，控制反应碰撞的内部原子状态的准备。
2016-11-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Measurement of the $s$-wave scattering length between metastable helium isotopes
本研究通过测量含 ^3He^* 原子时 ^4He^* 玻色–爱因斯坦凝聚体振荡的阻尼率，首次实验确定两种亚稳态氦同位素间的种间 s 波散射长度 a_{34}=29±3 nm，且与理论相符。
2024-08-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
The leading term of the He$-\bar{p}\mbox{He}^+$ long-range interaction
研究了反质子氦原子$\bar{p}$ He $^+$与基态氦原子之间的长程相互作用。为了符合反质子氦的亚稳态的共振性质，我们采用复坐标旋转（CCR）方法计算了色散系数$C_6$.我们也给出了反质子氦态的静态偶极极化率的数值数据。所得到的系数$C_6$可用于估算反质子氦低密度精密光谱中跃迁谱线的碰撞位移和展宽。
2015-10-30 physics.atom-ph
Slow and velocity-tunable beams of metastable He$_2$ by multistage Zeeman deceleration
亚稳态氦分子（He $_2^*$）是通过脉冲阀中氦气的超音速膨胀放电产生的。在室温、77 K和10 K下，超声束的平均速度分别为1900 m/s、980 m/s和530 m/s。一个55级塞曼减速器以相位稳定的方式运行，然后用于进一步降低束流速度，并将其调整在100和150米/秒之间的范围内。通过光电离光谱建立了减速样品的内态分布。
2014-01-30 physics.atom-ph physics.chem-ph
Simple method for producing Bose-Einstein condensates of metastable helium using a single beam optical dipole trap
我们提出了一个简单的方案，利用一个功率小于3 W的单光束光偶极阱实现亚稳三重态氦原子的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）。我们的方案是基于射频诱导蒸发冷却的四极磁阱和转移到一个单光束的光偶极子陷阱，位于磁阱中心下方。我们将1 × 10^6个原子转移到初始温度为14 μK的光偶极阱中，并在混合阱（四极磁阱刚好在悬浮梯度以下工作）和纯光偶极阱中观察到有效的强制蒸发冷却，达到了2 × 10^5个原子和5 × 10^4个原子的纯BEC的开始。我们的工作表明，一个单光束混合陷阱可以应用于一个轻原子，其中在四极磁阱蒸发冷却强烈限制由Majorana自旋翻转，和非常小的悬浮梯度限制在混合陷阱的轴向约束。
2015-10-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Effective Faraday interaction between light and nuclear spins of Helium-3 in its ground state: a semiclassical study
本文通过半经典方法研究光与基态氦-3核自旋的有效法拉第相互作用，在两种特定失谐构型下建立三集体自旋简化模型，解析提取有效耦合常数并与完整模型对比验证。
2024-06-17 physics.atom-ph quant-ph
Direct Measurement of the Forbidden $2^{3\!}S_1 \rightarrow 3^{3\!}S_1$ Atomic Transition in Helium
我们目前的高度禁止$2^{3\!}S_1 \rightarrow 3^{3\!}S_1$原子过渡氦，在任何中性原子中观察到的最弱的过渡检测。我们的跃迁频率，上态寿命和跃迁强度的测量结果与已发表的理论值吻合得很好，并可以导致QED贡献和不同QED框架的测试。为了测量这样一个弱的过渡，我们开发了两种方法，使用超冷亚稳态（$2^{3\!}S_1$）氦原子：低背景直接检测的激发，然后衰变原子的灵敏度测量的过渡频率和寿命;和脉冲原子激光加热测量用于确定过渡强度。这些方法可能被应用于其他原子，为寻找超弱跃迁和精密计量学提供新的工具。
2020-06-25 physics.atom-ph
Testing Exotic Electron-Electron Interactions with the Helium Ionization-Energy Anomaly
Helmholtz Institute Mainz（亥姆霍兹马因茨研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI重离子研究中心有限公司）；Johannes Gutenberg University（约翰内斯·古腾堡大学）；Faculty of Mathematics, University of Vienna（维也纳大学数学学院）；Gravitational Physics Group, University of Vienna（维也纳大学引力物理组）；Department of Physics, University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）
通过分析氦电离能异常，排除了部分相互作用模型，仅剩标量介导相互作用可能，需进一步研究电子旋磁比以验证
2026-02-10 physics.atom-ph
Quantum science with arrays of metastable helium-3 atoms
The University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；HRL Laboratories（HRL实验室）；Rice University（莱斯大学）；Purdue University（普渡大学）；University of Chicago（芝加哥大学）
利用轻质量的元稳定氦-3原子实现高效中性原子量子模拟与计算，通过改进资源效率和扩展量子模拟应用
2026-07-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
An atom passing through a hole in a dielectric membrane: Impact of dispersion forces on mask-based matter-wave lithography
任意结构的快速、大面积图案化低至纳米尺度对于包括半导体工业、量子电子学、纳米光子学等的一系列应用是非常感兴趣的。最近有人提出，纳米分辨率掩模光刻可以通过发送亚稳态氦原子通过由孔图案组成的二元全息掩模来实现。然而，这些最初的计算是使用简单的标量波方法完成的，该方法没有考虑原子和掩模材料之间的色散力相互作用。为了了解这个想法的真正潜力，有必要了解这种相互作用如何影响原子。本文从理论上研究了原子与含孔介质膜之间的色散力相互作用。我们看看亚稳态和基态氦，使用实验现实的波长（0.05-1纳米）和膜厚度（5-50纳米）。我们发现，有效空穴半径减少约1-7 nm的亚稳态氦和0.5-3.5 nm的基态氦。正如预期的那样，厚膜和慢原子的减少最大。
2022-01-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Precision Positronium Spectroscopy as a Test of the Helium Ionization Energy Anomaly
Stony Brook University（石溪大学）；University College London（伦敦大学学院）
该研究以氦电离能与QED理论的9σ偏差为基础，推导正电子素能级对汤川势的响应，给出特定质量范围下的能级偏移值，并探讨实验观测可行性。
2026-08-14 physics.atom-ph
Interactions and dynamics of metastable triplet-state helium dimer with Ne and Ar
Institut de Physique de Rennes, CNRS-Université de Rennes（雷恩物理研究所，法国国家科学研究中心-雷恩大学）
本文首次理论研究了亚稳态氦二聚体与Ne和Ar的超冷碰撞，揭示了极浅势阱和丰富的共振结构，为激光冷却和精密测量提供了基准。
2026-09-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Prospects for precision measurements of atomic helium using direct frequency comb spectroscopy
我们分析了直接使用相位稳定的飞秒频率梳精确测量氦原子电子跃迁的几种可能性。由于梳是自校准的，并且可以通过谐波产生转移到紫外光谱区域，因此它提供了极大提高UV和远UV跃迁精度的前景。为了利用这种精确度，需要超冷氦样品。为了测量三重态光谱，可以使用磁光阱（MOT）来冷却和捕获亚稳态2^3S原子。我们分析了测量双光子$2^3S \to 4^3S$间隔的方案，以及共振双光子激发到高里德堡态$2^3S \to 3^3P \to n^3S,D$的方案。我们还分析了单态光谱的实验。为了实现这一点，我们提出了通过相互组合跃迁产生和捕获1^1S或2^1S态超冷氦的方案。一个特别有趣的情况是测量$1^1S \to 2^1S$过渡的可能性，通过使用双光子激发在魔术波长陷阱，操作相同的两个状态。我们预测了412 nm处的“三重魔法波长”，这可以促进对被困氦原子的许多实验，因为在这里1^1S，2^1S和2^3S态的极化率都是相似的，小的，和积极的。
2007-07-11 physics.atom-ph
State-specific ion mobilities of Lr^+ (Z = 103) in helium
本研究采用MRCI方法和Gram-Charlier算法计算Lr^+与Lu^+在氦中的态分辨离子迁移率，发现100K以上不同态迁移率差异显著，室温下相对差异达13%-15%，可支持激光共振色谱分析。
2023-07-06 physics.atom-ph
Proposal of Polarized ^3He^{++} Ion Source for JINR Accelerator Complex
在JINR加速器复合体极化氘源的基础上，利用现有的六极磁铁和低场射频跃迁装置，通过向其射频离解器中注入^3He气体产生亚稳原子，研制了一种JINR加速器复合体极化^3He ^{++}离子源。研究了氦-3原子亚稳态的射频跃迁。非耦合基中的薛定谔方程|在定态的基础上得到了α_e，α_h>和α_e，α_h>.计算机模拟的结果与公布的数据一致。给出了利用氦-3中两种不同频率的弱场跃迁来获得正或负的氦离子极化的可能性。
2009-09-25 physics.acc-ph physics.atom-ph
