Suppression of Excitation and Spectral Broadening Induced by Interactions in a Cold Gas of Rydberg Atoms
本文报道了冷铷里德伯原子气体中超长程相互作用的观测结果。一对相距100,000玻尔半径的里德伯原子之间的范德华相互作用具有两个重要的效应:共振线的光谱展宽和随着密度增加而抑制激发。本文详细研究了窄带连续激光激发的主量子数n ~ 60和n ~ 80的S-和P-里德伯态的这些效应与密度的关系。兴奋的密度依赖性抑制可以解释为相互作用诱导的局部阻滞的开始。
2004-07-09 physics.atom-ph
Coherent manipulation of cold Rydberg atoms near the surface of an atom chip
在原子芯片表面附近研究了冷Rb原子49 s和48 s里德堡态的相干叠加。叠加是使用与双光子49 s-48 s跃迁共振的微波产生和操纵的。使用Rabi flopping,Ramsey序列,自旋回波和自旋锁定观察到相干行为。这些结果进行了讨论的上下文中的里德伯原子作为电场噪声传感器。本文研究了与功率谱密度为1/f^k(k \approx 1)的噪声场二次耦合系统的相干性。
2013-10-06 physics.atom-ph
Exploiting the composite character of Rydberg atoms for cold atom trapping
通过研究磁囚禁nS里德伯原子的量子特性,证明了与具有相同磁矩的点状粒子相比,里德伯原子的复合性质显著改变了它们的囚禁特性.我们展示了如何特定的签名的里德伯捕获势可以探测的基态原子是通过一个双光子激光跃迁的非共振耦合到里德伯态。此外,它演示了如何这种方法提供了新的可能性,产生陷阱的基态原子。提供了反映实验情况的模拟飞行时间图片。
2009-02-17 physics.atom-ph
Observation of a resonant four-body interaction in cold cesium Rydberg atoms
冷里德伯原子受长程偶极-偶极相互作用代表了一个特别有趣的系统,用于探索少体相互作用和探测从二体物理到多体物理的转变。在这项工作中,我们报告的共振四体里德伯相互作用的直接观察。我们利用铯中2体和4体共振斯塔克调谐福斯特过程的偶然准巧合的发生来观察需要至少四个相邻原子同时相互作用的共振能量转移。这些结果对于用里德伯原子实现量子门和进一步研究多体物理是有意义的。
2011-11-10 physics.atom-ph
Spectroscopic observation of resonant electric dipole-dipole interactions between cold Rydberg atoms
利用微波光谱技术观察到了冷里德伯原子之间的共振电偶极-偶极相互作用。用脉冲激光将磁光阱中激光冷却的Rb原子激发到45 d里德堡态。微波脉冲将这些里德伯原子的一部分转移到46 p态。然后,第二个微波脉冲将45 d态的原子驱动到46 d态,并被用作原子间相互作用的探针。发现这种双光子探测跃迁的光谱宽度依赖于46 p原子的存在,并且是由于45 d和46 p里德伯原子之间的共振电偶极-偶极相互作用。
2004-11-08 physics.atom-ph
Rydberg atom-ion collisions in cold environments
从理论上研究了里德伯原子-离子系统的低能碰撞。我们提出的参数空间与合适的方法的动力学的里德伯原子-离子碰撞,即量子,朗之万和经典的交换制度,表明可达到的最低温度的经典治疗是适当的。用准经典轨线方法研究了Li $^*$-Li $^+$和Li $^*$-Cs $^+$在碰撞能量低至$1\,$ K时的电荷交换截面。对于冷碰撞,我们发现电荷交换截面偏离$n^4$几何标度。此外,对于低能碰撞,我们发现两个不同的模型用于描述电子芯势的离子芯排斥以及变化的影响。
2021-04-21 physics.atom-ph
Determination of the Rb ng-series quantum defect by electric-field-induced resonant energy transfer between cold Rydberg atoms
冷里德伯原子之间的共振能量转移被用来确定里德伯原子的能级,其精度接近微波光谱学中可获得的精度。激光冷却磁光阱中的Rb原子被光学激发到32 d里德堡态。两原子过程3/2 d(j= 5/2)+3/2 d(j=5/2)-> 34 p(j=3/2)+30 g在约0.3 V/cm的电场下共振。这个过程是由电偶极-偶极相互作用驱动的,这是由于g态在电场中获得的部分f特性而允许的。利用实验观测到的共振场,结合Stark映射计算,确定了Rbng系列量子亏损:δ_g(n=30)= 0.00405(6)。
2006-12-19 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
Suppressing the Motion of Rydberg Atoms in Inhomogeneous Electric Fields via Stark Echo
Eberhard Karls Universität Tübingen(蒂宾根大学);FORTH(希腊研究基金会)
针对表面非均匀电场导致里德伯原子运动及能级偏移的问题,提出斯塔克回波序列动态反转力,抑制原子运动并保持共振,适用于芯片耦合架构。
2026-06-08 physics.atom-ph quant-ph
Quasi-forbidden 2-body Förster resonances in cold Cs Rydberg gas
已知冷里德伯原子显示偶极-偶极相互作用允许的共振,也称为福斯特共振,当使用适当的电场时,其导致有效的能量转移。该电场还使得能够实现在零场下不遵守偶极-偶极选择规则的谐振。这些准禁戒共振中的一些已经被观察到,但它们经常被忽视。在这里,我们表明,在冷$^{133}$ Cs原子有大量的这些共振,显示显着的转移效率,由于它们的强相互作用,即使在低电场。我们还开发了一个图形化的方法,使所有可能的共振同时找到。在不同的电场下,可寻址共振能量转移的总数急剧增加,这可能会对寻找由里德伯原子构建的少体相互作用或大分子产生影响。
2016-01-05 physics.atom-ph
Single-Photon Rydberg Excitation and Trap-Loss Spectroscopy of Cold Cesium Atoms in a Magneto-Optical Trap by Using of a 319-nm Ultra-Violet Laser System
本文研究了铯原子在磁光阱中的单光子里德伯激发。我们用窄线宽319 nm紫外激光直接将原子从${{6S}_{1/2}}$基态激发到${{nP}_{3/2}}(n=70-100)$里德堡态。里德堡态的检测通过监测当${{6S}_{1/2}} (F = 4)$基态上的部分布居转移到里德堡态时MOT的荧光信号的减少来进行。我们清楚地观察到由于冷却光的陷阱损失谱中的Autler-Townes双峰。利用里德伯原子的大极化率,我们观察到了背景直流电场诱导的Autler-Townes双重态的Stark分裂。通过理论分析研究了斯塔克位移对电场的依赖关系,并由斯塔克分裂的测量结果推断出直流电场。我们发现在冷系综附近存在一个44.8(4)mV/cm的直流电场。这表明高位里德伯原子可以作为直流电场的传感器。
2019-11-21 physics.atom-ph
Towards implementation of a magic optical-dipole trap for confining ground-state and Rydberg-state cesium cold atoms
长的基态-里德伯相干寿命对于实现高保真量子逻辑门、多体物理和其他量子信息协议是很有意义的。然而,传统的远场共振红失谐光偶极阱(ODT)所形成的势对里德伯原子具有排斥性,这将导致原子损失快,实验序列重复率低。这些问题可以通过一个神奇的ODT来解决。计算了铯原子基态和里德伯态在同一势阱中的束缚态的ODT魔失谐量。采用态求和方法计算了铯原子的$6S_{1/2}$基态和高激发态($nS_{1/2}$和$nP_{3/2}$)里德堡态的动态极化率,并确定了相应的魔失谐量.通过考虑不同的耗散机制,我们估算了铯里德伯原子在魔ODT中的囚禁寿命。此外,我们还实现了一个1879.43 nm的单频激光系统,获得了瓦级的输出功率,用于建立$6S_{1/2}$基态和$84P_{3/2}$里德堡态铯原子的魔术光学倍增管。
2020-05-20 physics.atom-ph
Autler-Townes splitting in the trap-loss fluorescence spectroscopy due to single-step direct Rydberg excitation of cesium cold atomic ensemble
利用铯原子磁光阱和窄线宽连续可调谐318.6nm紫外激光器,对铯原子6S 1/2(F=4)-71P3/2里德堡态的陷阱损失谱进行了实验研究.也就是说,由于紫外激光单步里德伯激发,磁光阱中的原子被激发到里德伯态,这导致原子荧光的降低。基于陷阱损失谱技术,观察到了强冷激光引起的Autler-Townes分裂,并研究了陷阱损失谱AT分裂间隔与参数的关系。此外,通过简化的飞行时间荧光成像测量冷原子的有效温度。此外,还对318.6nm紫外激光器进行了闭环正反馈功率稳定。这为进一步利用紫外激光进行里德伯原子相关的实验研究奠定了基础,对量子计算和量子信息领域的发展具有重要意义。
2023-03-02 physics.atom-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
The ZEKE-effect in cold Rydberg gases
本文用光谱方法和时间分辨电子计数研究了冷原子阱中产生的冷的、致密的里德伯气体。在离散的里德伯共振上,我们观察到大的陷阱损失和来自里德伯气体的长持续电子发射(> 30 ms)。我们的观测结果解释了准弹性l-混合碰撞之间的里德伯原子和慢电子,导致人口的长寿高角动量里德伯态。这些原子热膨胀缓慢,概率很大,导致观察到的效应。
2000-07-02 physics.atom-ph physics.plasm-ph
ac electric-field-induced resonant energy transfer between cold Rydberg atoms
在1.356 GHz的振荡电场中,促进了低温$^{85}$ Rb里德伯原子之间的共振能量转移过程:$43d_{5/2}+43d_{5/2} \to 45p_{3/2}+41f$.由于这个修整场的交流斯塔克位移在这个过程的初始和最终两个原子状态之间产生简并。扫描交流场强以收集类似于直流电场诱导的共振能量转移谱的谱。不同的共振观察到不同的磁子级参与的过程。与早期在较高频率下进行的工作相比,通过与直流场的情况进行类比,可以直观地理解修整频率和谱结构的选择。
2009-09-11 physics.atom-ph
Creation of vibrationally-excited ultralong-range Rydberg molecules in polarized and unpolarized cold gases of ${}^{87}$Sr
研究了31个$\lesssim n \lesssim41$在极化和非极化$^{87}$ Sr冷气体($T\sim900$ ~nK)中基态和激发态振动能级产生超长程里德堡分子(ULRM)的光激发速率.测量的生产率的$ν=0, 1$和2个振动水平揭示了相当不同的$n$的依赖性,通过评估与不同的振动水平和分子旋转状态的激发相关的弗兰克-康登因子进行分析。特别地,对于自旋极化费米子的气体,只有具有奇数旋转量子数的里德伯二聚体被激发,这是由于它们的波函数相对于交换是反对称的要求。这些数据还表明,振动激发的$ν=1$分子的形成的测量可以提供一个探针的对相关的中间长度尺度从$\sim20$ ~nm延伸到大于250~nm。
2019-09-10 physics.atom-ph
Detuning-robust Rydberg entangling gates from echoed pulses
The University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Duke University(杜克大学);University of Chicago(芝加哥大学);Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室)
本研究设计了抗失谐的里德伯纠缠ZZ门,将一阶失谐误差归为单量子比特Z旋转并由回波序列消除,大幅放宽了对激光频率稳定性等的要求,推动中性原子实用容错量子计算发展。
2026-09-04 physics.atom-ph quant-ph
Resonant electric dipole-dipole interactions between cold Rydberg atoms in a magnetic field
激光冷却的Rb原子被光学激发到46 d Rydberg态。微波脉冲将一部分原子转移到47 p里德堡态。利用双光子微波跃迁46 d-47 d的线宽,研究了这两种态原子间的共振电偶极-偶极相互作用。弱磁场(约0.5 G)的存在下减少了观察到的线加宽,表明相互作用被抑制的领域。该领域消除了一些负责的共振相互作用的能量简并,这是一个定量模型的基础上产生的抑制。还提出了一种利用34 s-34 p单光子跃迁标定磁场强度的方法。
2006-04-21 physics.atom-ph
Quantum sensing of radiofrequency fields using cold Rydberg atoms in a super-molasses trap
DPHY, ONERA, Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Aquark Technologies Ltd(Aquark科技有限公司)
本研究开发了一种基于超光镊阱冷里德伯原子的无磁线圈射频量子传感平台,实现了43dB动态范围、3μV/cm分辨率等优异性能,为相关领域应用开辟了新途径。
2026-08-10 physics.atom-ph
Cross Section for Rydberg Antihydrogen Production via Charge Exchange Between Rydberg Positronium and Antiprotons in Magnetic Field
用经典轨道蒙特卡罗(CTMC)方法研究了冷反质子与里德伯正电子偶素Ps电荷交换形成反氢的过程。
2016-08-09 physics.atom-ph
Dipolar Rydberg-atom gas prepared by adiabatic passage through an avoided crossing
利用冷铯49 S $_{1/2}$里德伯原子通过电场诱导的多能级避免与附近类氢里德伯能级交叉的方法制备了冷的偶极里德伯原子气体。当电场在100 ns量级或更慢的时间尺度上斜升通过避免的交叉时,49 S $_{1/2}$群体自发地转变成高- \emph{l}里德堡斯塔克态。绝热态的转变导致了具有大电偶极矩的里德伯原子的冷气体。经过大约$1~μ$ s的等待时间和足够的原子密度,绝热转换的高度偶极原子变得不可检测,使我们能够通过避免的交叉区分绝热和非绝热通过行为。我们把这种态选择性归因于偶极原子间的$m$混合碰撞。数据的解释是支持的通道动力学和二进制$m$混合碰撞的数值模拟。
2015-04-02 physics.atom-ph
Cooperative optical non-linearity due to dipolar interactions in an ultra-cold Rydberg ensemble
我们证明了超冷原子系综中里德伯原子之间的偶极相互作用引起的合作光学非线性。通过将探测跃迁耦合到里德堡态,我们将里德堡对之间的强偶极-偶极相互作用映射到光场上。我们表征了非线性作为电场和密度的函数,并证明了由于协同效应的光学非线性的增强。
2009-11-20 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg excitation of cold atoms inside a hollow core fiber
我们报告了一种多功能的,高度可控的混合冷里德伯原子光纤接口,基于激光冷却原子传输到空芯Kagomé晶体光纤。我们的实验是第一次证明了在空芯光纤中激发冷里德伯原子的可行性,我们研究了光纤对里德伯电磁感应透明(EIT)信号的影响。使用时间分辨的检测方法来区分激发和损失,我们观察到两个不同的制度的里德伯激发:一个EIT制度和一个制度占主导地位的原子损失。这些结果是一个实质性的进步,对未来使用我们的系统的量子模拟或信息。
2017-10-04 physics.atom-ph quant-ph
Enhanced third-order and fifth-order Kerr nonlinearities in a cold atomic system via Rydberg-Rydberg interaction
研究了电磁感应透明(EIT)条件下冷里德伯原子系综的光学克尔非线性。利用超越平均场论的方法,我们证明了该系统不仅具有增强的三阶非线性光学极化率,而且具有巨大的五阶非线性光学极化率,它与原子密度呈立方关系.结果表明,三阶和五阶非线性光学系数均由两部分组成,分别由光子-原子相互作用和Rydberg-Rydberg相互作用贡献.在高原子密度下,由里德伯-里德伯相互作用引起的克尔非线性起主导作用。我们发现在Rydberg-EIT系统中的五阶非线性光学极化率可能比在传统EIT系统中获得的大五个数量级。所得结果在弱光水平下的光和量子信息处理与传输方面有着广阔的应用前景。
2016-04-03 physics.atom-ph physics.optics
Coulomb anti-blockade in a Rydberg dressed gas
本文对里德伯修饰原子气体与超冷等离子体之间的耦合进行了全面的研究。同时使用时间分辨测量中性原子和离子,我们表明,等离子体的形成发生通过库仑反封锁机制,其中背景离子DC斯塔克移动附近的原子在特定的距离共振。其结果是一个高度相关的增长的里德伯人口,分享一些相似之处,以前观察到的范德华相互作用。我们表明,耦合激光驱动的里德堡气体的超冷等离子体通过库仑反封锁机制的速率方程模型准确地再现了等离子体的形成和随后的衰变。使用长寿命的高角动量态作为探针,我们也发现了从库仑反阻塞到库仑阻塞的交叉在高密度的证据。除了揭示里德伯修饰气体的损耗机制外,我们的研究结果还为在超冷等离子体中创造低熵态开辟了新的途径。
2019-01-16 physics.atom-ph
Observation and measurement of "giant" dispersive optical non-linearities in an ensemble of cold Rydberg atoms
我们观察和测量了放置在光学腔中的冷里德伯原子系综的色散光学非线性。实验结果与一个简单的模型一致,其中光学非线性是由于介质内的里德堡阻塞体积的渐进外观。这些测量允许直接估计原子系综内原子的“阻塞分数”。
2012-09-11 physics.atom-ph quant-ph
Quantum reflection of single photons in a cold Rydberg atomic gas
提出并分析了一种利用电磁诱导透明实现单光子在冷里德伯原子气体中的量子反射的方案,该方案利用存储的门光子制备了一个深的、可调的吸引势阱.这种方案有望用于色散型单光子开关的设计,并可作为同时观察光子波粒性质的量子器件。
2022-08-07 physics.atom-ph quant-ph
Two-electron excitation of an interacting cold Rydberg gas
我们报道了锶原子相互作用的冷里德伯气体的产生。我们发现,内层价电子的激发谱对里德伯气体中的相互作用是敏感的,即使它们是由外层里德伯电子介导的,通过研究这一谱的演化,我们观察到密度依赖的布居转移到更高的角动量l.我们确定的部分里德伯原子转移,并确定占主导地位的转移机制是l-变化的电子里德伯碰撞与冷等离子体的形成。
2010-08-26 physics.atom-ph physics.plasm-ph quant-ph
Rydberg tomography of an ultra-cold atomic cloud
里德伯原子之间的强相互作用最显著的特征之一是偶极阻塞效应,它只允许在阻塞球的体积内对里德伯态进行单次激发。在这里,我们提出了一种方法,在空间上可视化这种现象的非均匀气体的超冷铷原子。在我们的实验中,我们扫描的位置之一的激发激光器的冷云,并确定检测到的里德堡激发作为位置的函数的数量。通过中间5P水平的双光子电离过程中产生的离子的数量得到一个比较这种分布,我们证明了封锁效应修改的里德伯激发轮廓的宽度。此外,我们还研究了里德堡激发的动力学,发现激发的时间尺度依赖于束流位置处的原子密度。
2013-08-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Electromagnetically induced transparency of an interacting cold Rydberg ensemble
研究了弱相互作用冷里德伯气体的电磁感应透明。我们发现,发病的相互作用是表现为减少的里德伯态和数值模拟这种效果,通过增加一个密度依赖的非线性项的光学布洛赫方程。在弱探针的限制下,没有观察到相互作用引起的退相干,得到了线宽小于600 kHz的窄里德堡暗共振,其限制条件为耦合光束的拉比频率
2008-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Role of mechanical effects on the excitation spectra of microwave-dressed Rydberg states in a cold atomic cloud
本文研究微波缀饰下冷87Rb原子里德伯激发谱,揭示部分谱特征源于激发概率变化,另一部分源于微波诱导强偶极-偶极力导致原子被移除,并通过实验与理论建模加以验证。
2025-07-02 physics.atom-ph quant-ph
Strongly Coupled Plasmas via Rydberg-Blockade of Cold Atoms
我们提出并分析了一个新的方案,以产生超冷中性等离子体在强耦合制度深。该方法利用激发到高位里德堡态的冷原子之间的相互作用阻断,因此不需要对当前超冷等离子体实验进行实质性扩展。大量的模拟揭示了库仑耦合参数的普遍行为,提供了强关联的里德伯气体和超冷等离子体物理之间的直接联系。该方法被证明可以降低目前可访问的温度超过一个数量级,这开辟了一个新的制度,超冷等离子体研究和冷离子束应用与现成的实验技术。
2013-02-25 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Non-linear optics using cold Rydberg atoms
在冷里德伯气体中实现电磁感应透明(EIT)为实现强光子-光子相互作用和完全确定性的全光量子信息处理提供了一条有吸引力的途径。在这篇简短的评论中,我们讨论了如何在这个系统中实现大的单光子非线性的基本原理,并描述了迄今为止的实验进展。
2012-05-22 physics.atom-ph quant-ph
Generation of cold Rydberg atoms at submicron distances from an optical nanofiber
我们报道了一个由冷里德伯原子和光学界面组成的可控混合量子系统。使用双光子梯形激发在$^{87}$ Rb,我们证明了相干和非相干里德堡激发在亚微米距离的表面。780 nm的光子,接近共振的$5S \rightarrow 5P$过渡,是由冷却激光器介导的,而482 nm的光,接近共振的$5P \rightarrow 29D$过渡,是由导模的介导的。用冷原子系综的布居损失率来度量里德伯布居率。一个理论模型来解释的结果,并链接到实验测得的,有效的拉比频率的过程中的人口率。这一工作在亚微米尺度下原子与表面相互作用的研究以及冷里德伯原子在全光纤量子网络和量子模拟中的应用方面取得了进展。
2020-02-19 physics.atom-ph quant-ph
Storage enhanced nonlinearities in a cold atomic Rydberg ensemble
电磁感应透明(EIT)与里德伯原子之间的非线性相互作用的结合提供了光子之间的有效相互作用。在本文中,我们研究了冷原子系综中作为集体里德伯原子激发的光脉冲的存储。通过测量存储的里德伯极化激元的动力学,我们实验证明,存储探测脉冲作为里德伯极化激元强烈增强里德伯介导的相互作用相比,慢传播的情况下。我们表明,该过程的特点是由两个时间尺度。在短的存储时间,我们观察到一个强大的增强的相互作用,由于减少的里德伯极化激元群速度下降到零。对于较长的存储时间,我们观察到一个进一步的,较弱的增强占主导地位的里德堡诱导的多粒子组件的状态的退相。在这个制度下,我们观察到的里德伯极化激元相干时间与输入光子数的非线性依赖。我们的研究结果在里德伯量子光学有直接的后果,并使强相互作用里德伯系统的新理论的测试。
2016-09-26 physics.atom-ph quant-ph
Photo-ionization Compensation of Stray Electric Fields for Cold Rydberg Atoms
MatriQ Co.,Ltd.(MatriQ有限公司);Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education), School of Physics, South China Normal University(华南师范大学物理学院原子与亚原子结构及量子控制教育部重点实验室);Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, South China Normal University(华南师范大学广东省量子工程与量子材料重点实验室);Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University(华南师范大学前沿物理研究院)
本研究针对中性原子量子平台中杂散电场的新来源,采用冷原子系综光电离补偿法,结合外部电极消除残余电场,为提升相关量子技术性能提供了实用方案。
2026-08-12 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
Investigation of cold Rb Rydberg atoms in a magneto-optical trap
本文介绍了磁光阱中冷Rb里德伯原子的实验结果。我们实验的特征是在冷原子云中的小体积中激发里德伯原子,并根据登记的里德伯原子的数量对测量的信号和光谱进行排序。我们测量了里德堡态37 P的有效寿命和在弱电场中的极化率。计算结果与理论计算结果吻合较好。我们已经表明,本地化的小激发体积周围的零磁场点,可以提高光谱分辨率,并获得窄的微波共振在里德伯原子没有关闭的MOT四极磁场。我们测量了偶极-偶极相互作用共振的振幅与里德伯原子数的关系,它具有线性特征,与弱偶极-偶极相互作用理论一致。
2008-12-16 physics.atom-ph quant-ph
An optically resolvable Schrödinger's cat from Rydberg dressed cold atom clouds
在里德伯修饰的超冷气体中,基态原子继承了弱混合里德伯态的性质,例如对长程相互作用的敏感性。我们表明,通过超精细状态相关的相互作用,一对原子云可以演变成一个自旋,随后进入空间薛定谔猫态:这对,共包含20个原子,是在两个配置的相干叠加,云的位置由微米分开。叠加态的介观性质可以用吸收成像来证明,而相干性可以通过分裂的波包的复合和干涉来揭示。
2012-12-18 physics.atom-ph quant-ph
Selective ionization of Rydberg atoms to reduce the energy spread of a cold atom focused ion beam
本文提出利用铷-85里德伯原子的选择性电离降低冷原子聚焦离子束能散,并通过实验图谱与原位测量验证能散最多可改变50%,为提升聚焦离子束分辨率提供了新方法。
2025-05-09 physics.atom-ph
Lévy statistics of interacting Rydberg gases
本文对随机分布冷原子激光激发到里德伯态的过程进行了统计分析。本文首先用硬球模型证明了在$d/p<1$条件下,对于任意维数的$d$和任意相互作用$-C_p/R^p$,相互作用气体的能级位移分布服从Lévy统计.这一结果证实了Monte Carlo速率方程模拟的实际激光激发在特定的情况下$p=6$和$d=3$。有了这一发现,我们开发了一种统计方法,用于模拟探测光通过冷原子气体的电磁诱导透明的条件下,涉及里德伯态驱动的传输。模拟结果与实验结果吻合较好。
2018-01-31 physics.atom-ph
Generation of doubly excited Rydberg states based on Rydberg antiblockade in a cold atomic ensemble
里德伯原子之间的相互作用可以显著地改变里德伯激发动力学。在共振驱动场作用下,处于高位态的里德伯-里德伯相互作用可以引起原子共振的位移,从而使二次里德伯激发变得不可能,导致里德伯阻断效应。在相关效应中,光与原子的里德伯态的非共振耦合有助于里德伯反封锁效应,其中里德伯相互作用产生共振条件,其促进里德伯原子气体中的二次激发。在这里,我们研究了光与物质的相互作用和非共振双光子激发的动力学,包括两个和三个原子的里德伯相互作用及其对冷原子系综中激发态动力学的影响。在一个实验激励的制度,我们找到了最佳的物理参数,如拉比频率,双光子失谐,和泵的持续时间,以实现显着提高产生双激发集体原子态的概率。由于里德伯反封锁效应,这导致了大的自相关值,并使该系统成为高纯度双光子Fock态源的潜在候选者。
2019-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Electric field sensing near the surface microstructure of an atom chip using cold Rydberg atoms
利用冷原子测量了原子芯片异质金属/介质表面附近的电场。原子对电场的敏感性通过激发原子到里德堡态而增强,里德堡态的极化率是基态的10^8倍。我们把测量到的电场归因于原子芯片导线之间绝缘体的充电。令人惊讶的是,观察到这些领域可能会显着降低与适当的电压偏置,建议配置的混合量子系统的未来发展。
2012-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Stark-tuned Förster resonance and dipole blockade for two to five cold Rydberg atoms: Monte Carlo simulations for various spatial configurations
本文给出了不同空间位形下2 ~ 5个冷铷里德伯原子间斯塔克调谐Förster共振和偶极阻塞的蒙特卡罗模拟结果。研究了原子空间不确定性对共振振幅和共振谱的影响。分析了在两个冷里德伯原子之间的Förster共振下观测相干类拉比布居振荡的可行性。光谱和里德堡偶极封锁的保真度计算各种实验条件下,包括非零失谐的Förster共振和有限的激光线宽。结果进行了讨论的背景下的量子信息处理与里德伯原子。
2010-11-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg optical Feshbach resonances in cold gases
我们提出了一个新的方案,有效地调整两个碰撞基态原子的散射长度的非共振耦合的散射态的激发里德伯分子态使用激光。对于两个碰撞的${^{87}}\mathrm{Rb}$原子的s波散射,我们证明了这种Rydberg光学费什巴赫共振的有效光学长度和磁极强度可以调谐超过几个数量级,而非相干过程和损失最小化。由于里德伯分子态的普遍存在,这种技术应该普遍适用于同质核原子对以及具有s波(甚至p波)散射的原子混合物。
2017-09-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Excitation of $^{87}$Rb Rydberg atoms to nS and nD states (n$\leq$68) via an optical nanofiber
本文实验观测了冷铷原子经光学纳米光纤倏逝场激发至多种里德伯S、D态,并建立理论模型解释交流斯塔克位移和卡西米尔-波尔德效应,为全光纤量子网络和波导QED系统奠定基础。
2023-08-30 physics.atom-ph
Spectroscopy of cold rubidium Rydberg atoms for applications in quantum information
处于高激发态(里德伯态)的原子具有许多独特的性质,这使得它们在量子信息中的应用具有吸引力。这些是大的偶极矩,寿命和极化率,以及里德伯原子之间的强长程相互作用。激光冷却和精密光谱学的实验方法使得能够捕获和操纵单个里德伯原子,并将它们应用于基于光阱中的单个中性原子的量子计算机的量子比特上的量子门的实际实现。本文综述了作者在俄罗斯科学院罗扎诺夫半导体物理研究所和新西伯利亚国立大学进行的关于磁光阱中冷铷里德伯原子的激光和微波光谱及其在量子信息中的可能应用的实验和理论工作。我们还简要回顾了其他团体在这方面所做的研究。
2016-05-24 physics.atom-ph quant-ph
Real-time detection of Rydberg state dynamics of cold atoms using an optical cavity
本文报道了利用双光子激发的方法对冷Rb $^{87}$原子的内态动力学进行实时探测,并将其激发到$30D_{5/2}$里德堡态.在共焦光学腔的模体积上叠加一个介观原子云,并由两束横向于腔轴的激光进行光泵浦。对里德伯态的激发改变了集体原子-腔耦合,这是通过监测在弱驱动时穿过腔的光来检测的。除了阻尼相干激发动力学和衰减回基态,数据显示的黑体辐射诱导的跃迁从$30D_{5/2}$状态到邻近的里德堡态的超辐射增强。此外,他们显示了密度依赖的超辐射衰减,这是由于在所涉及的里德伯态原子之间的长程偶极-偶极相互作用的缓解。这些结果有助于解决最近关于BBR诱导的超辐射和里德伯原子相互作用之间的相互作用的争论。
2021-12-14 physics.atom-ph quant-ph
Controlling the interactions of a few cold Rb Rydberg atoms by radiofrequency-assisted Förster resonances
冷里德伯原子之间的长程相互作用,在许多重要的应用中得到了应用,可以通过外部电场控制的集体多体态之间的福斯特共振来增强。在这里,我们报告的第一个高分辨率的射频辅助福斯特共振在几个冷Rb里德伯原子的实验观察。我们还观察到射频感应的福斯特共振,不能通过直流电场调谐。它们意味着一个有效的过渡,从范德华共振偶极-偶极相互作用由于Floquet边带的里德伯水平出现在射频场。该方法可用于增强几乎任意大主量子数的里德伯原子的相互作用。
2014-12-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg excitation of trapped cold ions: A detailed case study
我们提供了一个详细的理论和概念研究计划的实验,激发里德堡态的离子被困在一个保罗陷阱。最终目标是利用里德伯离子之间的强态依赖相互作用来实现量子信息处理协议和模拟强相互作用自旋系统的动力学。我们强调这种方法的承诺时,结合高度的控制和读出的量子态在被困离子晶体与新颖的和快速的门计划的基础上相互作用的巨大里德伯原子的偶极矩。我们讨论了预期的理论和实验挑战的方式实现。
2011-04-15 physics.atom-ph quant-ph
Elucidating the roles of collision energy and photon momentum transfer in the formation of ultralong-range Rydberg molecules
通过冷气体中Sr超长程里德伯分子二聚体的光谱测量,结合双光子激发与含碰撞、光子动量转移及温度效应的模型,揭示了这些因素对分子转动分布和光谱线形的作用。
2024-06-12 physics.atom-ph
Primary quantum thermometry of mm-wave blackbody radiation via induced state transfer in Rydberg states of cold atoms
本文利用冷原子里德伯态对黑体辐射的感应态转移,实现了毫米波黑体辐射的初级量子测温,该方法无需校准且可追溯至SI,统计灵敏度达0.09 Hz$^{-1/2}$,系统不确定度为0.006。
2024-10-16 physics.atom-ph
Dipole blockade in a cold Rydberg atomic sample
本文综述了冷里德伯原子组合体中相互作用的研究进展。我们更特别地关注偶极-偶极相互作用和激光里德堡激发中偶极封锁的影响,这为量子工程提供了有吸引力的可能性。我们首先介绍了里德伯原子之间的各种相互作用。这样一个组件的激光里德伯激发,然后描述与偶极封锁现象的介绍。我们报道了最近在这个问题上进行的实验,从一对原子的情况下,允许纠缠的波函数的原子和打开一个迷人的方式实现量子比特和量子门。然后,我们考虑几个工程的封锁效应在一个大的组装的原子为三种不同的配置:封锁通过电场诱导偶极子,通过Förster共振和范德华相互作用。分析了相干性和协同性的性质。最后,我们处理的作用,负责潘宁电离的里德伯原子之间的偶极-偶极相互作用。讨论了离子对偶极阻塞的扰动和里德堡向超冷等离子体的演化。
2010-06-03 physics.atom-ph quant-ph