Effect of photoions on the line shapes of the Förster resonance and microwave transitions in cold rubidium Rydberg atoms
在磁光阱中进行了Rb(37 P)+Rb(37 P)-> Rb(37 S)+Rb(38 S)的Förster共振谱和Rb原子里德伯态间的微波跃迁光谱实验。在一般条件下,所有谱线的线宽均为2-3 MHz,与原子间相互作用时间或原子与微波辐射的相互作用时间无关,但最终的共振宽度应由相互作用时间的倒数来确定。对实验条件的分析表明,谱线展宽的主要来源是宽带脉冲激光激发初始里德堡态时,冷光离子产生的不均匀电场。使用一个额外的电场脉冲,在激光脉冲后迅速去除光离子,导致微波和福斯特共振的大幅缩小。本文分析了冷里德伯原子谱线展宽的各种来源。
2012-02-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg electromagnetically induced transparency of $^{85}$Rb vapor in Ar, Ne and N$_2$ gases
实验研究惰性气体(Ar、Ne、N$_2$)对$^{85}$Rb蒸气里德伯EIT光谱的频移和展宽,结果与赝势模型定性一致,为低压射频放电诊断提供全光学探针。
2024-08-21 physics.atom-ph quant-ph
Accurate density measurement of a cold Rydberg gas via non collisional two-body transitions
我们实验证明了一种原始的方法来测量非常准确的密度冻结里德伯气体。它是基于使用的绝热跃迁诱导的长程偶极-偶极相互作用在最近的邻居里德伯原子对通过扫描一个电场随时间。这种两体过程的效率是实验可调的,强烈依赖于气体的密度,并且可以精确计算。这种效率的分析导致准确测定的里德伯气体密度,并校准的里德伯检测。我们的方法不需要任何先验知识或估计的体积所占用的里德伯气体,或检测的效率。
2018-01-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Griffiths Phase in a Facilitated Rydberg Gas at Low Temperature
该研究分析高、低温里德伯助激发多体动力学,发现低温网络结构将吸收态相变替换为扩展 Griffiths 相,并以考虑阻塞的 SIS 模型和扩展 Langevin 方程加以描述。
2023-08-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Microwave probes Dipole Blockade and van der Waals Forces in a Cold Rydberg Gas
我们表明,微波光谱的致密里德伯气体被困在超导原子芯片的偶极封锁制度直接揭示了偶极-偶极多体相互作用能谱。我们用这种方法来研究里德伯云的膨胀下的排斥范德华力的影响和冻结气体近似的崩溃。这项研究为多体系统的量子模拟和强相互作用里德伯原子链中的量子信息传输开辟了一条有前途的路线。
2015-02-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg-EIT of $^{85}$Rb vapor in a cell with Ne buffer gas
该研究通过含 5 Torr Ne 的 $^{85}$Rb 气室观测 Rydberg-EIT 频移与展宽,并用散射和极化机制建模,证明其可探测缓冲气体密度及等离子体电场。
2023-08-15 physics.atom-ph physics.ins-det physics.plasm-ph
Self-induced transparency in warm and strongly interacting Rydberg gases
研究了短脉冲在高数密度、热原子蒸气中传输时的色散光学非线性,其中激光通过单光子跃迁将原子共振激发到Rydberg $P$态。描述了三种不同的光-原子相互作用机制,即多普勒展宽、里德伯原子相互作用和基态原子与里德伯原子热碰撞引起的衰变。我们发现,使用快速拉比跳动和强里德伯原子相互作用,无论是在千兆赫的顺序,可以克服多普勒效应以及碰撞衰减,导致一个相当大的色散光学非线性纳秒时间尺度。在这种情况下,当纳秒脉冲的面积主要由里德伯原子相互作用决定时,自诱导透明(SIT)出现,而不是无相互作用的SIT的面积定理。我们确定,数值和分析,实现Rydberg-SIT的条件。我们的研究有助于实现量子信息处理使用玻璃细胞技术的努力。
2020-05-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Rydberg-Blockade Effects in Autler-Townes Spectra of Ultracold Strontium
我们提出了一个实验和理论相结合的研究里德伯相互作用对原子锶的超冷气体的Autler-Townes光谱的影响。通过一个长寿命的三重态实现双光子里德伯激发,使我们能够探测到迄今为止尚未探索的制度,里德伯态衰变呈现出主导的退相干机制。里德伯相互作用的影响,观察到的位移,不对称性,并扩大测得的原子损失谱。实验分析内的一个整体的密度矩阵的方法,占相互作用引起的能级位移和退相通过非线性项,近似结合由于里德伯封锁的相关性。这种描述产生很好的协议与我们的实验观察短激发时间。对于较长的激发时间,损失谱被定性地改变,这表明除了基于纯范德华相互作用的标准阻断机制之外还有其他失相机制。
2015-10-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Observation of effects of inter-atomic interaction on Autler-Townes splitting in cold Rydberg atoms
本研究通过冷原子中的Autler-Townes劈裂观测了高激发里德伯原子间的相互作用效应,发现n>100时退相效应导致劈裂展宽急剧增加,并通过Lindblad主方程模拟验证了实验结果。
2025-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Electro-optic control of atom-light interactions using Rydberg dark-state polaritons
我们证明了一个多光子里德伯暗共振,其中一个λ系统耦合到里德伯态。这种N型能级方案结合了与长寿命基态叠加相关联的慢化和存储光脉冲的能力,以及里德伯态的强相互作用特征。对于~(87)Rb的nd_{5/2}里德堡态(n=26或44),在室温原子系综中,当束流尺寸为1 mm时,我们观察到了小于100 kHz的共振线宽。谐振可在1 V/cm量级的电场下切换。我们表明,即使当光子与不同的波矢参与,共振可以是多普勒自由。讨论了它在电光开关和光子相位门中的应用。
2007-09-10 quant-ph
Many-body spin interactions and the ground state of a dense Rydberg lattice gas
我们研究了一维原子格子气,其中里德伯原子被激光激发,其外部动力学被冻结。我们确定了一个参数制度,其中的哈密顿量是很好的近似自旋哈密顿量与准本地多体相互作用,它拥有一个精确的解析基态的解决方案。这个状态是系统所有状态的叠加,这些状态与由逸度加权的相互作用引起的约束相容。我们进行了详细的分析,这种状态表现出一个短范围的相关性和晶体的顺磁相之间的交叉。这项研究还导致我们的一类自旋模型与多体相互作用,允许解析基态的解决方案。
2011-01-23 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Deterministic facilitated excitation of the weakly-driven atom in heteronuclear Rydberg atom pairs beyond antiblockade
由于内禀强阻塞相互作用使里德堡态的能级发生移动,稳定里德堡几率被抑制在一个很低的水平,特别是对于弱驱动的原子.我们报告了一个奇异的激发促进使用强大的封锁能量转移的双激发态,导致弱驱动的原子确定性激发的显着改善的分数,即使在远离共振制度。这种现象归因于通过优化辅助强驱动原子的参数,有效地诱导弱驱动原子的失谐量减小,从而产生一个修正的大概率,使失谐量的范围变宽。讨论了阻断条件对激发几率的影响。与以往的方法不同,我们的激发促进机制不依赖于反封锁效应来补偿里德堡能,为在一对异质里德伯原子中,需要强相互作用的靶原子的确定性单原子激发提供了一种新的途径.
2019-07-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Photon Devil's staircase: photon long-range repulsive interaction in lattices of coupled resonators with Rydberg atoms
实现单个光子之间的强相干相互作用是科学和工程中的一个长期目标。在这篇报告中,基于最近的实验装置,我们得到了一个强的光子长程排斥相互作用,通过控制位于扩展的Jaynes-Cummings-Hubbard晶格中的不同腔中的铯原子里德伯原子之间的范德华排斥力。我们还发现了这种光子长程排斥相互作用引起的新的量子相位。例如,如果没有光子跳跃,由长程平移对称性破缺引起的光子魔鬼楼梯就会出现。如果光子跳跃发生,我们预测光子浮动的固相,由于粒子和空穴状缺陷的运动。更重要的是,对于共振情况下的大化学势,即使存在跳跃项,光子跳跃也可以被冻结。我们称这个新相为光子冻结固相。在实验中,这些预测的相位可以通过共振荧光测量极化激元的数量来检测。
2015-06-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Investigation of dephasing rates in an interacting Rydberg gas
我们从实验和理论上研究了共振驱动的赝自旋在赝自旋库中的相干演化的退相速率。赝自旋是通过光激发87个Rb原子到Rydberg态实现的。因此,上自旋态通过强范德华相互作用耦合。两种不同的实验技术来测量的退相率示出:"旋转回波"技术已知的核磁共振物理和电磁感应的透明度。实验是在致密的冷冻里德伯气体中进行的,无论是在磁阱中还是在光偶极阱中。此外,数值模拟被用来分析在旋转回波实验中的失相。
2008-11-25 quant-ph
Multiplexed storage and interaction of Rydberg spinwaves via the gradient echo memory protocol
Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院);Centre for Quantum Optical Technologies, Centre of New Technologies, University of Warsaw(华沙大学新技术中心量子光学技术中心)
研究里德堡激发与GEM协议集成受运动去相阻碍的问题,提出新型多光子寻址和接口方案,通过特定驱动场延长里德堡自旋波寿命,实现多模量子存储器中长寿命自旋波的存储、操纵及相互作用控制,为相关应用提供途径。
2026-07-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Giant-Atom Effects on Population and Entanglement Dynamics of Rydberg Atoms
本研究提出基于相干场驱动的相互作用里德堡原子对耦合光子晶体波导的光学频段合成巨原子方案,观测到相位依赖衰减与纠缠产生等效应,拓展了巨原子波导物理并可应用于量子信息处理。
2023-04-28 quant-ph
Realization of an extremely anisotropic Heisenberg magnet in Rydberg atom arrays
本文利用 Rydberg dressing 在原子阵列中构建极端各向异性 Heisenberg 磁体,实现 magnon 相干输运与不同 magnon 束缚态,并揭示超强相互作用导致的冻结和关联传播动力学。
2023-07-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Melting a Rydberg ice to a topological spin liquid with cavity vacuum fluctuation
量子自旋液体是物质的奇异相,即使在零温度下也不会冻结,并且通过监测子系统的局部探针呈现无序。在量子涨落的驱动下,拓扑自旋液体表现为长程纠缠,具有准粒子的分形统计特征。在这里,我们使二维里德伯冰与超高精细光学腔的QED真空接触,并动态地将自旋冰的受抑背景场提升到$\mathbb{Z}_2$自旋液体。我们刻画了强关联里德堡物质中具有威尔逊环的动力学规范理论的退禁闭性质。我们利用位置分辨荧光成像技术观察了vison和spinon对的增殖过程,并通过监测涨落腔光子的动力学散射子来检测两个任意子之间的交换统计角$θ_{\text{top}}\simπ/2$.我们的工作提供了拓扑量子物质中任意子的第一个微观检测,并预示着强耦合多体QED的到来,其中相互作用的物质和光在单个量子的水平上处于平等的地位。
2021-11-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Compressive Spectrum Sensing via Spectral Multiplexing in Rydberg Atomic Receiver
School of physics, Harbin Institute of Technology(哈尔滨工业大学物理学院);Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学量子信息重点实验室)
提出在波导耦合里德堡原子接收器中利用调频本振实现压缩光谱复用框架,将640 MHz以上带宽压缩至126 kHz原子带宽,压缩比超1000,并通过最大比合并实现约10 dB信噪比增益。
2026-07-03 physics.atom-ph quant-ph
Gravitational Wave Effects on Radio Spectral Lines of Atomic Hydrogen: Hyperfine Splitting and Broadening Mechanisms
National Astronomical Research Institute of Thailand (NARIT)(泰国国家天文研究所);Department of Physics and Materials Science, Faculty of Science, Chiang Mai University(清迈大学理学院物理与材料科学系)
该研究分析了引力波对氢原子超精细跃迁和高激发里德伯态射电复合线的影响,提出射电复合线可作为超高频引力波的探测探针,还探讨了行星质量原初黑洞双星并合及随机引力波背景的相关效应。
2026-08-27 astro-ph.HE gr-qc quant-ph
Condensation versus Long-range Interaction: Competing Quantum Phases in Bosonic Optical Lattice Systems at Near-resonant Rydberg Dressing
最近的实验表明,在光晶格(OL)中里德伯修饰量子多体系统的(准)晶相是可以实现的。由于里德伯原子的大极化率,里德伯系统自然具有强的长程相互作用。因此,广泛的量子相位已被预测,如魔鬼的阶梯晶格无公度密度波相位以及更奇特的晶格超固体秩序玻色子系统,在我们的工作中考虑。在“冻结”气体极限的结果的指导下,我们研究了有限跳跃振幅和共振里德堡驱动附近的基态相图,同时充分包括远程尾的范德华相互作用。实空间玻色子动力学平均场论(RB-DMFT)内的模拟产生的魔鬼的楼梯延伸到超固体政权的竞争的凝聚和相互作用导致一系列的结晶相。
2017-04-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Influence of disordered and anisotropic interactions on relaxation dynamics and propagation of correlations in tweezer arrays of Rydberg dipoles
该研究从理论上探究了含无序与各向异性相互作用的里德堡偶极子光镊阵列的非平衡动力学,绘制动力学相图并揭示慢弛豫区的亚弹道关联传播特性,提出基于解耦团簇的解析模型解释多弛豫时间尺度,成果可推广至多数量子科学平台。
2024-08-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Phonon Decoherence of Quantum Dots in Photonic Structures: Broadening of the Zero-Phonon Line and the Role of Dimensionality
我们发展了一个描述量子点声子退相干和光子结构中发射光子的不变性的一般微观理论。发现相干性从根本上取决于结构的维度,导致嵌入纳米腔(0D)、波导(1D)、平板(2D)或体介质(3D)中的量子点的性能大不相同。在散装,我们发现了一个惊人的温度依赖性的退相速率缩放$T^{11}$这意味着声子有效地'冻结'为$T \lesssim 4 \mathrm{K}$。声子态密度在一维和二维结构中被强烈地修改,导致退相强度的线性温度标度。即使在亚开尔文温度下,对光子不可逆性的影响也很重要。我们的研究结果提供了一个全面的了解光子结构中光子不可逆性的基本限制。
2018-06-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Interaction between Rydberg Excitons in Cuprous Oxide Revealed through Resonant Second Harmonic Generation
Technische Universität Dortmund(多特蒙德工业大学);Universität Rostock(罗斯托克大学)
本研究通过共振二次谐波生成实验与半经典理论,探究氧化亚铜里德伯激子的相互作用,发现其与原子的范德瓦尔斯相互作用存在根本差异。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall quant-ph