Autoionization-enhanced Rydberg dressing by fast contaminant removal
本研究利用类碱土原子中的自电离跃迁快速去除杂质，兼容光学时钟量子比特阵列的相干操作，通过将AI脉冲整合到频闪Rydberg dressing序列中，显著提升了系统寿命和占空比，并改善了自旋压缩程度。
2025-03-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Preparation of Long-Lived, Non-Autoionizing Circular Rydberg States of Strontium
碱土金属里德伯原子是量子技术中非常有前途的工具。高激发态的外层电子使其具有里德伯原子的显著性质，特别是当离子核中保留一个光学活性电子时，它们与外场或其他里德伯原子有很强的耦合，而低角动量的里德伯态在离子核被激发时几乎立即发生自电离。在这里，我们表明，锶圆形里德伯原子与核心激发在$4D$亚稳态水平是不受自电离超过几毫秒的时间尺度。这使得捕获和激光冷却里德伯原子成为可能。此外，我们观察到单重态到三重态的跃迁，由于核心的光学操作，打开了一个量子微波光学接口的方式。
2020-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Isolated core excitation of high orbital quantum number Rydberg states of ytterbium
研究了高轨道量子数的超冷镱里德伯原子的孤立芯激发。对$6s_{1/2} 40l \rightarrow 6p_{1/2} 40l $与$l=5-9$的跃迁进行测量。提取的能量转移和自电离率与基于独立电子的模型吻合良好，考虑到微扰方法中的相互作用。我们揭示了一个特别长的持久性的自电离率与轨道量子数，解释了强耦合的$6p_{1/2}nl$自电离状态与$5d_{3/2}εl'$连续相比，以前研究的二价原子。
2020-05-20 physics.atom-ph quant-ph
Ultracold Rydberg Molecules
超冷里德堡分子在理论和实验上都得到了广泛的研究。在这里，作者回顾了各种超长程里德堡分子和大二聚体的最新实现，并探讨其在光谱学，少体和多体相互作用和量子信息处理的当前和未来的应用潜力。
2018-02-16 physics.atom-ph
Spectroscopy of a cold strontium Rydberg gas
我们提出了一个冷锶里德伯气体的研究。利用里德伯原子的自发电离，从6 mK的锶原子云中探测到了n=20-80范围内里德伯态的窄带激光激发。使用高分辨率的步进扫描技术，我们进行详细的测量选定的里德堡态的斯塔克地图。我们发现测得的斯塔克地图和数值计算的基础上的独立电子模型之间的良好协议。最后，我们表明，第二价电子的激发可以用来探测的里德伯气体的动力学与纳秒时间分辨率通过自电离。
2011-02-14 physics.atom-ph
Cold and Ultracold Rydberg Atoms in Strong Magnetic Fields
暴露在强磁场中的冷里德伯原子具有独特的性质，这些性质为在由物质或反物质系统组成的里德伯气体中发生有趣的多体动力学开辟了道路。我们回顾了该领域的基础和最近的发展，在冷和超冷制度的里德伯原子的捕获和冷却已成为可能。详细讨论了强磁化冷等离子体中运动里德伯原子的奇异态如巨偶极态的形成机制。非均匀场结构影响里德伯原子的电子结构，我们描述了实现紧密捕获的超冷里德伯原子的相应效果的效用。本文综述了磁场中大尺度冷里德伯气体及其在强磁化超冷等离子体中通过碰撞复合形成的研究进展。这些结果的影响，目前的反氢生产实验中指出，和捕获和冷却这样的原子的技术进行了研究。
2009-10-06 physics.atom-ph
Ultracold Rydberg Atoms in a Ioffe-Pritchard Trap
本文讨论了超冷里德伯原子在Ioffe-Pritchard磁场组态中的性质。导出的两体哈密顿量揭示了里德伯原子的大尺寸如何影响它们与非均匀磁场的耦合。详细分析了复合电子和质心量子态的性质。我们发现非常紧密的限制的质心运动在两个维度上是可以实现的，而几乎没有改变的电子结构相比，无场的情况下。这为产生一维超冷量子里德伯气体铺平了道路。
2007-08-20 physics.atom-ph
Charge Transfer in Ultracold Rydberg-Ground State Atomic Collisions
在激发态分子中，共价里德伯和离子对通道之间的相互作用形成了一类独特的激发里德伯态，其中振动能级的无限流形相当于具有重电子质量的原子里德伯态。离子对态的产生通常需要通过一个或多个相互作用的里德伯态进行激发;这些相互作用的通道是通量损失的途径，降低了离子对产生的速率。在这里，我们开发了一个分析，渐近电荷转移模型的超冷里德伯分子状态之间的相互作用，并采用这种方法来证明非共振场控制离子对形成的效用，与近单位效率。
2015-12-08 physics.atom-ph
Local Blockade of Rydberg Excitation in an Ultracold Gas
在激光激发超冷原子到Rydberg态的过程中，我们观察到范德华相互作用引起的剧烈的抑制。这种行为被解释为局部激发阻断：里德伯原子强烈抑制其邻居的激发。我们测量抑制，相对于孤立的原子激发，高达6.4倍。这种抑制对激光辐照度和原子密度的依赖性与平均场模型吻合得很好。这些结果是超冷里德伯原子应用于量子信息处理的重要一步。
2004-02-21 physics.atom-ph
Dressing of Ultracold Atoms by their Rydberg States in a Ioffe-Pritchard Trap
我们探讨了如何利用里德伯原子的特殊性质来影响超冷基态原子的运动。具体来说，我们使用非共振双光子激光修整来映射基态原子上里德伯态的特征。它表明，所考虑的Ioffe-Pritchard场的空间变化的量子化轴和激光跃迁的固定偏振之间的相互作用提供了实质上操纵的基态陷阱电位的可能性。
2010-08-11 physics.atom-ph
An ultracold heavy Rydberg system formed from ultra-long-range molecules bound in a stairwell potential
我们提出了一个从超冷原子气体中实现重里德堡系统（HRS）的方案。实现大的核间分离的中间步骤是创建一个独特的超远程里德堡分子类的楼梯井势能曲线绑定。在这里，基态原子与里德伯原子结合在一个振荡势中，该振荡势是由于有吸引力的单重态$p$波电子散射而产生的。我们的方法的效用起源于大的电子偶极过渡元素之间的里德伯和离子分子，而超冷气体的核配置被保存。里德伯分子和重里德伯系统之间的拉比耦合通常在MHz范围内，HRS的永久电偶极矩可以大到一千德拜。我们确定了具体的过渡，其中放置的重里德堡系统的实验实现的直接接触的创建。
2020-05-02 physics.atom-ph
Controlling ultracold Rydberg atoms in the quantum regime
讨论了超冷原子物理学实验中常用的磁Ioffe-Pritchard阱中里德伯原子的性质。导出了原子的哈密顿量，并证明了紧陷阱是如何改变原子与磁场的耦合的。我们在给定的n维流形中求解了系统的薛定谔方程，并证明了对于足够大的Ioffe场强，2n^2维耦合薛定谔方程系统衰减为几个控制质心运动的解耦多分量方程。对完全量子化的质心和电子态进行了分析。特别是，我们讨论的情况下，紧质心限制概述的程序，以产生一个低维的超冷里德伯气体。
2006-10-23 physics.atom-ph
Mechanical effect of van der Waals interactions observed in real time in an ultracold Rydberg gas
我们提出了时间分辨光谱测量的Rydberg-Rydberg相互作用在超冷气体，揭示了原子之间的长程范德华相互作用引起的对动力学。通过失谐激发激光，制备特定的对分布。微秒时间尺度上的潘宁电离作为一个探针的对动力学的影响下的吸引力的长程力。与蒙特卡罗模型的比较不仅解释了所有的光谱特征，而且给出了关于相互作用势的定量信息。结果表明，激发激光对相互作用诱导电离速率有一定的影响。令人惊讶的是，相互作用诱导的电离也观察到里德堡态与纯粹的排斥相互作用。
2006-07-05 physics.atom-ph
Observation of Interactions between Trapped Ions and Ultracold Rydberg Atoms
报道了在Paul阱中观察到的超冷里德伯原子与离子的相互作用。观察到的非弹性碰撞，表现为里德伯原子和离子之间的电荷转移，其速率超过基态原子的朗之万碰撞约三个数量级。这表明相互作用强度的巨大增加。研究了空位Paul阱的电场对里德堡激发谱的影响。为了定量描述离子损失谱的形状，我们需要包括离子诱导的里德伯原子的斯塔克位移。此外，我们证明了里德堡激发的偶极禁戒跃迁的电场的援助下，一个单一的被困离子。我们的结果证实了超冷原子与囚禁离子之间的相互作用可以通过激光耦合到里德伯态来控制。添加动态里德伯敷料可以允许在原子和离子之间产生自旋-自旋相互作用，并且消除由于原子-离子混合物中的离子微动引起的碰撞加热。
2019-07-02 physics.atom-ph
Ultracold giant polyatomic Rydberg molecules: coherent control of molecular orientation
我们预言了一类由囚禁的超冷里德伯原子和极性分子形成的超冷巨分子的存在。导致这种分子形成的相互作用是各向异性电荷-偶极相互作用（$a/R^2$）。我们发现，突出的候选分子，如KRb和氘代羟基（OD）应绑定到里德堡铷原子，能量$E_b\simeq 5-25$ GHz的距离$R\simeq 0.1-1 \ μ$ m。这些分子在双阱中形成，模仿手性分子，每个阱含有特定的偶极取向。我们制备了一组相关的修饰电子偶极本征态，用于共振拉曼方案中相干控制偶极取向，并创建猫状纠缠态的极性分子。
2010-03-10 physics.atom-ph
Rydberg blockade in an ultracold strontium gas revealed by two-photon excitation dynamics
我们通过研究三重态里德堡系列$5\mathrm{s}n\mathrm{s}\, ^3\textrm{S}_1$的双光子激发的时间动力学，证明了超冷$^{88}$ Sr气体中相互作用诱导的阻断效应，其中五个主量子数$n$的范围从19到37。通过使用多脉冲激发序列来增加检测灵敏度，我们可以识别低至$<1\%$的里德伯激发诱导的原子损失。基于光学Bloch方程，在平均场水平上处理Rydberg-Rydberg相互作用，从观测到的动力学中提取了范德华系数，与\emph{ab initio}的计算结果吻合较好.
2021-03-08 physics.atom-ph
Ionization of Rydberg atoms embedded in Ultracold Plasma due to electron-atom interaction
School of Physics, University of Hyderabad（海德拉巴大学物理学院）
研究超冷等离子体中瑞利斯原子因电子-原子相互作用而被电离的现象，通过量子力学方法计算铯原子的电离截面，与实验数据一致，揭示轨道半径与散射长度的关系。
2024-10-12 physics.atom-ph
Evidence of antiblockade in an ultracold Rydberg gas
我们提出了Ates等人最近提出的超冷里德堡气体中反封锁的实验观察。[Phys. Rev. Lett. 98，023002（2007）]。我们的方法允许控制气体中的对分布，并基于原子三能级系统中一个跃迁的强耦合，同时引入其他跃迁的特定失谐。当耦合能与里德伯长程相互作用的相互作用能相匹配时，否则封闭的近对激发就成为可能。潘宁电离信号的时间分辨光谱测量用于识别随机排列的原子的里德伯对分布中的微小变化。一个模型的基础上对相互作用的哈密顿量，很好地再现我们的实验观察，并允许一个分析最近邻距离的分布。
2009-09-04 physics.atom-ph
Many-body Physics with Alkaline-Earth Rydberg lattices
我们探索了通过对二次核价电子的光修整将碱土里德伯原子限制在光晶格中的前景，并以锶原子为例，确定了实验上可实现的同时俘获基态和里德伯态的魔波长。相关的损失机制的详细分析表明，这样的系统的整体寿命是有限的，仅由里德伯态的自发衰变，并没有显着的光电离或自电离的影响。计算了5sns系列的范德华C_6系数，发现相互作用是吸引的。最后，我们表明，魔波长晶格和吸引相互作用的组合可以被利用来产生多体Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。
2011-02-18 physics.atom-ph
Formation of long-range Rydberg molecules in two-component ultracold gases
本文对杂原子里德堡分子的各种性质进行了全面的研究，特别强调了由轻碱金属原子Li、Na和K组成的杂原子里德堡分子的性质。电子-原子散射相移，决定了分子键的强度，计算在非常低的能量，然后使用自旋相关的理论模型来计算准确的里德伯分子势能曲线。通过组合不同碱金属原子的各种性质可获得的宽参数范围通常导致通过单光子或双光子激发方案可获得的杂化电子态。这种异质结分子的分析导致的预测，在超冷混合物中的原子的相对密度和空间分布，可以探测在可控的长度尺度，通过光谱检测这些分子。
2019-02-11 physics.atom-ph
Antiblockade in Rydberg excitation of an ultracold lattice gas
结果表明，通常用于创建一个超冷里德堡气体的两步激发方案可以用一个有效的两能级速率方程来描述，大大降低了光学布洛赫方程的复杂性。这使我们能够解决与蒙特卡罗技术的冷原子相互作用的多体问题。我们的结果再现了里德伯阻断效应。然而，我们证明，Autler-Townes双峰结构中的两步激发方案，这发生在实验中使用的中等脉冲长度，可以引起一个antiblockade效果。在原子间隔规则的格子气中可以观察到这种现象。由于抗阻断效应对大量晶格缺陷是鲁棒的，因此它应该是用CO $_{2}$激光器产生的光晶格在实验上可实现的。
2006-05-12 physics.atom-ph
Rydberg molecules for ion-atom scattering in the ultracold regime
我们提出了一种新的实验方法，以扩大调查的离子-原子碰撞从迄今为止研究的冷，本质上是经典制度的超冷，量子制度。这种方法的关键是使用里德伯分子来初始化超冷离子-原子散射事件。我们将所提出的方法与锂离子原子系统，我们提出了模拟的初始里德伯分子波函数，自由光电离，在离子原子散射势的存在下演变。我们从从头计算的相互作用势的离子-原子散射长度预测的界限。我们表明，在预测的范围内，散射长度可以实验确定的散射波包的速度的情况下，$^\textsf{6}\textsf{Li}^\textsf{+}$ - $^\textsf{6}\textsf{Li}$，并从分子离子分数的情况下，$^\textsf{7}\textsf{Li}^\textsf{+}$ - $^\textsf{7}\textsf{Li}$。所提出的利用里德伯分子进行超冷离子-原子散射的方法，特别是针对锂离子-原子系统，也很容易适用于其他离子-原子系统。
2018-04-16 physics.atom-ph
Observation of Electric Quadrupole Transitions to Rydberg nd States of Ultracold Rubidium Atoms
我们报告的观察偶极禁止，但四极允许，单光子跃迁到高里德堡态的Rb。利用脉冲紫外光激发磁光阱中的超冷原子，我们在一定的主量子数范围内激发了$n=27-59$跃迁。与从$5s \to np$的偶极允许（E1）跃迁相比，这些E2跃迁弱约2000倍。我们还报告测量的异常$np_{3/2} : np_{1/2}$精细结构的转变强度比$n=28-75$。这两个结果与理论预测一致。
2008-09-13 physics.atom-ph
Magnetic trapping of ultracold Rydberg atoms in low angular momentum states
本文从理论上研究了磁Ioffe-Pritchard阱中nS、nD和nD里德伯原子的量子特性。特别是，它表明，二体字符的里德伯原子显着改变的捕获性能，而不是点状粒子具有相同的磁矩。近似的解析表达式描述所得到的里德堡俘获势的推导和实验相关的场强度的基础薛定谔方程的数值解的比较，证实了它们的有效性。除了电子性质外，还研究了囚禁里德伯原子的质心动力学。特别是，我们分析了短时间里德堡激发的影响，所需的某些量子信息协议，上的质心动力学被困的基态原子。导出了相应的加热速率，并研究了编码量子比特的密度矩阵纯度的影响。
2009-11-13 physics.atom-ph
Many-body theory of excitation dynamics in an ultracold Rydberg gas
我们开发了一个理论方法的超冷气体中的里德伯激发的动力学，与现实中大量的原子。我们依赖于减少的单原子布洛赫方程的速率方程，这是可能在各种实验相关的条件下。在这里，我们明确地指的是两步激发方案。我们讨论的条件下，我们的方法是有效的，通过比较的结果与两个相互作用的原子的精确量子主方程的解决方案。关于里德堡气体中激发阻塞的出现，我们的结果与实验定性一致。对数量差异的可能来源进行了仔细审查。基于两步激发方案，我们预测发生的抗封锁效应，并提出可能的方法来检测这种激发增强实验中的光晶格以及在气相中。
2007-05-28 physics.atom-ph
Ultracold chemical reactions of a single Rydberg atom in a dense gas
在超冷温度（$T < 1\,μ\text{K}$）下的稠密环境（$ρ\approx 10^{14}\,$ atoms/cm $^3$）中，被激发到里德伯态的单个原子充当周围中性原子的反应中心。在这些温度下，几乎所有在里德伯轨道内的中性原子都被束缚在里德伯核上，并与里德伯原子相互作用。我们研究了$nS$ $^{87}$ Rb Rydberg态的反应速率和产物，主要观察到Rydberg电子到高轨道角动量$l$的状态变化，释放的能量转化为里德伯原子的动能.出乎意料的是，测量结果表明，在$n\approx 100$的非弹性碰撞时间的阈值行为，导致增加的里德伯态的寿命独立的密度调查。即使在非常高的密度（$ρ\approx4.8\times 10^{14}\,\text{cm}^{-3}$）下，与$n=90$下的$1\,μ\text{s}$相比，在$n > 140$下的里德伯原子的寿命超过$10\,μ\text{s}$。此外，第二个观察到的反应机制，即Rb $_2^+$分子的形成，进行了研究。对于$n=40$，两种反应产物的可能性相等，但对于$n\ge90$，产生的Rb $_2^+$的分数降至低于10 $\,$ %。
2016-09-12 physics.atom-ph
Observation of spin singlet butterfly Rydberg molecules in an ultracold atomic Rb gas
本文观测到自旋单重态超长程里德伯蝴蝶分子，通过三光子激发和P波散射实现，测量结果与理论一致，为超冷阴离子和重离子对研究奠定基础。
2025-10-24 physics.atom-ph
Long-range potentials and $(n-1)d+ns$ molecular resonances in an ultracold rydberg gas
计算了高激发态铷原子间$0_g^{+}$、$0_u^{-}$和$1_u$对称性的长程分子势。强$np+np$潜力的特点是这些对称性是重要的，在描述相互作用诱导的现象，在高$np$里德堡态的激发光谱。长程分子共振是这样的现象，它们首先在S.M. Farooqi { \it等}，物理修订信函{ \bf 91} 183002。这些共振中的一类发生在对应于激发原子对$(n-1)d+ns$的能量处。这样的共振归因于由于里德伯-里德伯相互作用导致的$\ell$ -混合，使得原本被禁止的分子跃迁变得允许。我们计算了Hund情形（c）中的分子势，用它们找到了共振线型，并与实验结果进行了比较。
2008-01-15 physics.atom-ph
Heating and cooling of electrons in an ultracold neutral plasma using Rydberg atoms
通过在超冷中性等离子体中嵌入里德伯原子，实验证明了电子在超冷中性等离子体中的加热和冷却。我们已经确定了初始电子温度$T_{e,i}$和在加热和冷却行为之间的交叉处添加的里德伯原子的结合能$E_b$（即，原子的结合能，当它们被添加到等离子体中时，既不加速也不减慢等离子体膨胀）之间的关系。具体地说，这个条件是$|E_b| \approx 2.7 \times k_B T_{e,i}$的诊断时，使用的是里德伯原子对等离子体渐近膨胀速度的影响。此外，我们已经获得了实验估计的量的加热或冷却时发生的里德伯结合能不满足交叉条件。交叉条件的实验结果以及远离交叉的加热或冷却程度与从里德伯原子和等离子体之间相互作用的数值模拟获得的预测一致。我们还开发了一个简单直观的图片如何影响的里德伯原子的等离子体支持的概念的“瓶颈”的里德伯态分布的原子在平衡与共存的等离子体。
2018-10-24 physics.atom-ph
Multiphoton dressed Rydberg excitations in a microwave cavity with ultracold Rb atoms
本研究在定制微波腔中探究超冷⁸⁵Rb原子的里德堡激发磁光阱损耗光谱，通过共振腔诱导多光子吸收发射，用扩展Jaynes-Cumming形式主义建模并发现分数光子发射证据，为相关传感器与量子门技术提供参考。
2024-07-23 physics.atom-ph
A Coherent Light Shift on Alkaline-Earth Rydberg Atoms from Isolated Core Excitation without Auto-Ionization
利用光镊阵列捕获二价原子，实现了新的实验量子模拟平台。第二价电子也通过所谓的隔离核心激发（ICE）带来了新的前景，然而自电离对这种用途提出了强烈的限制。在这项研究中，我们提出并证明了一种新的方法，应用一个相当大的光移到里德伯态与接近共振ICE，同时避免自电离。特别地，我们研究了镱原子在$^1S_0$里德堡态的ICE。用多通道量子亏损理论对诱导的自电离和里德伯态的光位移进行了光谱研究。这种在不干扰里德伯电子的情况下对内部电子的控制为在用碱土原子进行的量子模拟实验中有针对性地相干操纵里德伯态带来了新的工具。
2021-11-14 physics.atom-ph
Ultracold molecular Rydberg physics in a high density environment
玻色-爱因斯坦凝聚体中足够高的密度为产生由一个里德伯原子和许多中性基态原子组成的超远程多原子分子提供了有利的条件。通过杂化双原子态解析地研究了这些奇异分子的化学成键性质和电子波函数。通过比较对称和随机构型分子的绝热势曲线和电子结构，研究了分子几何构型对系统性质的影响。这些分子的组成原子的数目增加，并在不同的几何形状的一般性质。这些多原子态具有导致非洛伦兹线轮廓的光谱特征。
2016-01-26 physics.atom-ph
Study of even-parity Rydberg and autoionizing states of lutetium by laser resonance ionization spectroscopy
在TRIUMF离线激光离子源实验台上进行了镥（Lu）的多步激光共振电离光谱研究，观测到偶宇称里德堡系列$6s^2nd$ $^2D_{3/2}$、$6s^2nd$ $^2D_{5/2}$和$6s^2ns$ $^2S_{1/2}$会聚到6s $^2$电离势。实验结果已与以前的工作进行了比较。Rydberg系列$6s^2nd$ $^2D_{5/2}$ 51个节段和Rydberg系列$6s^2ns$ $^2S_{1/2}$ 52个节段为新报告。此外，还观察到六个偶宇称自电离（AI）系列收敛到Lu离子态$5d6s$ $^3D_1$和$5d6s$ $^3D_2$。测量了这些AI态的能级能量。在多通道量子亏损理论（MQDT）的框架内，用相对论多通道理论（RMCT）对AI态的构型进行了指认。
2017-03-07 physics.atom-ph
Measurement of the strontium triplet Rydberg series by depletion spectroscopy of ultracold atoms
本文报道了在磁光阱中，采用双光子激发方案，通过中间态$5\mathrm{s}5\mathrm{p} \, ^3\mathrm{P}_1$，研究了锶里德伯原子的原子损失谱。能量的$5\mathrm{s}n\mathrm{s} \, ^3\mathrm{S}_1$和$5\mathrm{s}n\mathrm{d} \, ^3\mathrm{D}_{1,2}$里德堡系列的$^{88}$ Sr的范围内的$13 \leq n \leq 50$确定的绝对精度为10 MHz，包括扰动区域的$5\mathrm{s}n\mathrm{d} \, ^3\mathrm{D}_{2}$系列耦合到$5\mathrm{s}n\mathrm{d} \, ^1\mathrm{D}_{2}$系列。与先前公布的数据相比，这意味着两个数量级以上的改进。在没有强微扰的范围内，使用扩展的Rydberg-Ritz公式确定每个系列的量子缺陷。提取$^{88}$ Sr的第一电离极限的值$1\,377\,012\,721(10) \,\mathrm{MHz}$。
2018-11-07 physics.atom-ph
Fast Penning Ionization of Cold Rydberg atoms in an Electric Field
本研究在50V/cm静电场下的冷铷里德堡原子稀薄气体中观测到快速彭宁电离，其速率远高于无场理论值，揭示了电场降低电离阈值、增强偶极相互作用开辟新自电离通道的机制，为冷里德堡量子系统的稳定性分析和调控提供了新依据。
2025-10-28 physics.atom-ph
Imaging the evolution of an ultracold strontium Rydberg gas
用激光冷却的5s 2 1 S 0原子双光子激发产生超冷锶原子5s 48 s 1 S 0或5s 47 d 1D 2里德伯原子云。低轨道角动量（低-l）里德堡态云的自发演化向超冷中性等离子体观察到的成像共振光散射从核心离子，一种技术，提供了空间和时间分辨率。演化被观察到是更快的S-状态，显示各向同性的吸引力的相互作用，比D-状态，表现出各向异性，主要是排斥的相互作用。将原子浸没在稀释的超冷中性等离子体中加速了演化，并允许确定最初产生的里德伯原子的数量。
2012-11-14 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Dynamical Crystallization in the Dipole Blockade of Ultracold Atoms
我们描述了一种方法来控制多体状态的扩展合奏的里德伯原子，形成晶体结构，在激光激发的冷冻原子气体。具体地说，我们预测存在一个激发数阶梯激光激发原子系综到里德伯态。每一步都对应于一个结晶状态，其中有一个明确的规则间隔的里德伯原子。我们证明了啁啾激光脉冲可以选择性地激发这些态。最后，我们论证了这种晶体通过原子到光的量子态转移，可以用来产生晶体光子态，并且可以通过光子相关测量来探测。
2009-11-09 physics.atom-ph
Dephasing of ultracold cesium $80D_{5/2}$-Rydberg Electromagnetically Induced Transparency
利用铯原子超冷云研究了包含80个$D_{5/2}$态的级联三能级原子在强相互作用下的里德堡电磁诱导透明。在我们的实验中，强耦合激光耦合6-$P_{3/2}$到80-$D_{5/2}$跃迁，而弱探针驱动6-$S_{1/2}$到6-$P_{3/2}$跃迁，探测耦合诱导的EIT信号。在双光子共振下，我们观察到EIT透射率随时间缓慢下降，这是相互作用诱导亚稳态的特征。利用光学深度OD = $γ_{\rm OD}t$提取退相速率$γ_{\rm OD}$。我们发现，光学深度随时间线性增加，在开始为一个固定的探测入射光子数$R_{\rm in}$饱和之前。失相速率与$R_{\rm in}$呈非线性关系。退相机制主要归因于强的偶极-偶极相互作用，导致从$nD_{5/2}$到其它里德堡态的态转移。我们表明，典型的转移时间$τ_{0(80D)}$状态选择场电离技术获得的EIT传输$τ_{0({\rm EIT})}$的衰减时间是可比的。该实验为研究Rydberg多体系统的强非线性光学效应和亚稳态提供了有用的工具。
2023-01-13 physics.atom-ph
Rydberg-Rydberg interaction profile from the excitation dynamics of ultracold atoms in lattices
提出了一种确定里德伯原子相互作用势的方法。具体来说，我们考虑了激光驱动的里德堡气体限制在一维晶格中，并证明了激光激发周期后的里德伯原子数作为激光失谐的函数提供了一个衡量的里德堡相互作用系数。由于晶格间距精确已知，所提出的方案仅依赖于里德伯原子的数量的测量，从而避免了通过改变粒子间的间距来映射相互作用势的必要性。
2011-08-01 physics.atom-ph quant-ph
Observation of dipole-quadrupole interaction in an ultracold gas of Rydberg atoms
我们观察到Cs原子对从基态到分子态的直接激发与$ns\,n'f$渐近线渐近相关。的分子共振被解释为起源于$ns\,n'f$对状态和附近的$np\,np$渐近线（$22\leq n \leq 32$）之间的偶极-四极相互作用。这种解释是支持斯塔克光谱的对状态和详细的相互作用势的建模。偶极-四极相互作用混合了相反宇称的电子态，因此需要电子和核运动之间的耦合来保持系统的总宇称。这种非Born-Oppenheimer耦合是由原子-原子散射中奇偶性相反的$L$分波的近简并所促成的。
2014-10-02 physics.atom-ph
Four-Wave Mixing in Ultracold Atoms using Intermediate Rydberg States
超冷Rb原子被用来证明通过里德堡态的非简并四波混频。利用5S-5 P-nD双光子连续激发到Rydberg态，并在相位匹配的几何结构中用nD-6P调谐激光进行激发。的角度依赖性，空间分布，和失谐的依赖性进行了研究，表现出良好的协议与理论。在最佳条件下，50%的辐射发射到相位匹配的方向。
2008-08-06 physics.atom-ph quant-ph
Plasma formation from ultracold Rydberg gases
最近的实验已经证明了超冷里德伯原子气体自发演化为膨胀的超冷等离子体，以及等离子体重组为高激发原子态的逆过程。处理的等离子体的演化的动力学方程的基础上，而电离/激发和重组被纳入使用速率方程，我们从理论上研究了里德伯等离子体过渡。近似地考虑了空间关联对等离子体动力学的影响，我们发现离子关联对结果的影响只是定量的，而不是定性的。
2003-03-12 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Exciton induced directed motion of unconstrained atoms in an ultracold gas
我们证明，通过局域化的里德伯激发在三维冷原子云原子运动可以呈现定向和几乎局限于一个平面，没有空间约束的单个原子的运动。这使得在自然条件下通过偶极-偶极相互作用加速的原子中的非绝热电子里德伯动力学的产生和观察成为可能。利用全$l=0,1$ $m=0,\pm1$角动量态空间，我们的模拟表明，无论是原子位置信息还是里德堡系统的激发态谱，圆锥交叉都是明显的.因此，灵活的里德伯聚集体表明自己在实验中探测量子化学效应的长度尺度大大膨胀相比，一个标准的分子的情况。
2017-04-11 physics.atom-ph
Controlling ultracold chemical reactions via Rydberg-dressed interactions
我们表明，超冷化学反应可以操纵和控制使用里德伯装扮的相互作用。超冷区的散射对长程相互作用很敏感，特别是当弱束缚（或准束缚）态存在于碰撞阈值附近时。我们研究了如何通过里德伯修饰反应物，提高其极化率和修改长程范德华碰撞复合物，这可以通过移动近阈值束缚态的位置来改变化学反应速率。我们进行了一个完整的量子力学散射的基准系统H $_2$ +D的计算，并表明，共振可以大幅移动，在寒冷和超冷温度下的速率系数可以增加几个数量级。
2014-03-24 physics.atom-ph quant-ph
Polyatomic Molecules Formed with a Rydberg Atom in an Ultracold Environment
研究了由一个Rb里德伯原子和若干个与里德伯原子的距离为n^2a_0数量级的基态原子组成的超长程多原子分子的性质，其中n是里德伯电子的主量子数，特别是着重研究了分子的能级分裂，并通过构造自旋自适应轨道阐明了这种分裂的性质.
2007-02-05 physics.atm-clus physics.atom-ph
Expansion of an ultracold Rydberg plasma
本文对超冷里德堡等离子体的膨胀进行了系统的实验和数值研究。具体来说，我们已经测量了渐近膨胀速度，$v_0$，超冷中性等离子体（UNPs），从冷，致密的样品里德伯铷原子使用离子飞行时间光谱。由此，我们得到了有效的初始等离子体电子温度，$T_{e,0} = m_{ion} v_0^2/k_B$（其中$m_{ion}$是Rb $^+$离子质量）的值，作为原始里德伯原子密度和结合能，$E_{b,i}$的函数。我们还数值模拟了UNPs与大量里德堡原子的相互作用，以获得与我们的实验结果相比较的数据。我们发现，对于里德堡原子密度在$10^7 - 10^9$ cm $^{-3}$范围内的态，对于主量子数为$n > 40$的态，$T_{e,0}$对初始电离机制不敏感.此外，$k_B \, T_{e,0}$的量与电离原子的分数密切相关，并且在$0.6 \times |E_{b,i}| \lesssim k_BT_{e,0} \lesssim 2.5 \times |E_{b,i}|$的范围内。另一方面，从里德堡样品与$n \lesssim 40$的等离子体演变没有显着的额外电离的剩余原子一旦阈值数量的离子已经建立。等离子体电子和里德伯原子之间的主要相互作用是原子被去激发，这是一个电子加热过程，与绝热冷却竞争以建立平衡，其中$T_{e,0}$由它们的库仑耦合参数$Γ_e \sim 0.01$确定。
2018-04-02 physics.atom-ph
Effect of dipole interactions on the properties of an expanding ultracold plasma: A study using quantum mechanical scattering theory
School of Physics, University of Hyderabad（海得拉巴大学物理学院）
本文通过量子力学散射理论研究偶极相互作用对超冷等离子体膨胀的影响，揭示了Rydberg原子电离及三体复合等现象对等离子体行为的作用。
2026-03-08 physics.atom-ph
Measurements of the ion velocity distribution in an ultracold neutral plasma derived from a cold, dense Rydberg gas
我们报告的离子速度分布的测量超冷中性等离子体来自一个密集的，冷里德伯气体在MOT。里德伯原子的激发使用共振两步激发路径与激光的持续时间为4 ns。血浆自发迅速形成。通过测量离子的激光诱导荧光（LIF）来确定离子速度分布的均方根宽度。所测得的激发效率进行了比较与蒙特卡罗波函数计算，并观察到显着的差异。我们讨论了封锁里德伯激发的条件以及随后的里德伯原子畴的空间有序性。虽然封锁的相互作用是大于拉比频率的原子样品的部分，没有证据的空间秩序观察。
2016-01-27 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Spectral properties of finite laser-driven lattices of ultracold Rydberg atoms
利用偶极阻塞效应研究了有限长超冷里德伯原子晶格在激光驱动下的光谱性质。均匀一维格以及与可变间距的格被认为是。在弱激光耦合的情况下，我们发现了大量的多体里德堡态，具有明确的激发特性，从基态开始，这些激发特性是可解析地接近的。对谱的简并性以及本征态的单激发数和成对激发数进行了全面的分析。在强激光区，赝费米子本征模的解析解。提供了这种近似方法的微扰能量修正。
2011-09-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Continuous Coupling of Ultracold Atoms to an Ionic Plasma via Rydberg Excitation
本文描述了超冷气体铷原子到里德堡态的双光子激发，分析了光偶极阱中原子的诱导损耗。延长里德堡激发的持续时间到几毫秒，基态原子连续耦合到所形成的带正电荷的等离子体。在这个制度中，我们测量的$n$的封锁效应的依赖性，我们解释的激发态和基态与等离子体的相互作用。我们还研究了准静电俘获势对系统的影响，证实了用$20\leq n\leq 120$建立的有质动力模型的有效性。
2011-12-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Probing dipolar interactions between Rydberg atoms and ultracold polar molecules
本文在光学俘获系综中探测超冷 KRb 分子与里德伯 Rb 原子间的共振偶极相互作用，观察到 2.227 GHz 共振能量转移和高达 3.5 MHz 的激发谱展宽，并通过蒙特卡罗模拟验证，为混合里德伯-极性分子系统奠定基础。
2025-04-09 physics.atom-ph quant-ph
A protocol to realize triatomic ultralong range Rydberg molecules in an ultracold KRb gas
我们提出了一个实验上可实现的方案，以产生三原子超长程里德堡分子（TURM），形成在超冷KRb陷阱。利用Rydberg电子-分子的各向异性偶极相互作用，设计了非零量子缺陷Rydberg能级与KRb分子在N=0和N=2转动能级的近共振耦合.这种近共振耦合增强了TURM结合并产生有利的Franck-Condon因子。计划posterion和铷激发证明。
2019-12-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Formation of ultracold ion pairs through long-range Rydberg molecules
提出了一种新的激发超冷二聚体离子对态的方法。其中心思想是一个两步过程，首先通过光缔合形成长程里德堡分子，然后通过受激发射驱动其朝向离子对状态，这是一个具有光诱导鱼叉反应特征的过程。我们评估这种方法的可行性，通过一个具体的系统，p-波散射占主导地位的长程里德伯分子在铯详细的实验和理论研究，并讨论了潜在的应用研究强相关等离子体组成的带相反电荷的粒子相等或相似的质量。
2020-01-31 physics.atom-ph quant-ph
Spectra and ground states of one- and two-dimensional laser-driven lattices of ultracold Rydberg atoms
本文研究了激光驱动下一维和二维均匀晶格中超冷里德伯原子在激光耦合消失极限下的静态性质。将正方形格的谱结构与线性链的谱结构进行了比较，指出了它们之间的异同。此外，我们采用了一种基于图论元素的方法来数值确定各种晶格几何形状的激光失谐相关的基态。链以及正方形和矩形晶格的基态提供和讨论。
2012-06-01 physics.atom-ph quant-ph
