Theory of long range interactions for Rydberg states attached to hyperfine split cores
当原子有一个里德伯电子附着在超精细分裂核态上时，该理论被发展为单原子和双原子相互作用。这种情况是相关的一些稀土和碱土金属原子，已提出的实验里德伯-里德伯相互作用。对于稀土原子，核心电子可以具有非常大的总角动量$J$和非零的核自旋$I$。在碱土金属原子中，有一个单一的核心电子，$s$，其自旋可以耦合到奇数同位素的非零核自旋。由此产生的超精细分裂的核心状态可以导致大量的里德堡系列之间的混合附加到不同的阈值。与碱金属原子的未微扰Rydberg系列相比，不同宇称态的系列微扰和近简并可以导致单原子Rydberg性质（极化率、塞曼混合和分裂等）以及Rydberg-Rydberg相互作用（$C_5$和$C_6$矩阵）的性质不同.
2017-11-28 physics.atom-ph
The Stark effect in molecular Rydberg states: Calculation of Rydberg-Stark manifolds of H$_2$ and D$_2$ including fine and hyperfine structures
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Vrije Universiteit Amsterdam（阿姆斯特丹自由大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
本文研究了高 n 分子 Rydberg 态在静态均匀电场中的精细和超精细结构，结合量子缺陷理论和极化模型计算场自由能，并通过角动量变换预测斯托克谱线位置和强度。
2026-04-21 physics.atom-ph
Rydberg molecule-induced remote spin-flips
我们对铷原子25 $P$态附近的超长程里德堡分子进行了高分辨光缔合光谱研究。由于基态微扰原子中的超精细相互作用，出现的混合单重态-三重态势包含了两个超精细态的贡献。我们表明，这可以用来诱导远程自旋翻转的扰动原子激发后的里德伯分子。当里德伯态的自旋-轨道分裂与基态的超精细分裂相当时，里德伯电子的轨道角动量与微扰原子的核自旋纠缠.我们的结果为在体系统和光晶格中实现超冷原子的自旋相关相互作用提供了新的可能性。
2016-06-23 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Precision spectroscopy of the fine and hyperfine structures of high molecular Rydberg-Stark states: Metrology of molecular hydrogen ions
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Vrije Universiteit Amsterdam（阿姆斯特丹自由大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Centre National de la Recherche Scientifique（法国国家科学研究中心）
研究两类因离子核心角动量性质不同的高自电离分子里德堡-斯塔克态精细和超精细结构，结合多通道量子亏损理论和矩阵对角化分析光谱，得出相关常数及振动间隔，此方法通用且广泛适用于分子阳离子结构测量。
2026-07-09 physics.atom-ph
The Origins of Rydberg Atom Electrometer Transient Response and its Impact on Radio Frequency Pulse Sensing
里德伯原子作为连续射频（RF）电场的高灵敏度探测器的基础已经显示出显著的前景。在这里，我们研究了它们的时间依赖性响应脉冲调制的RF E-场在19.4 GHz的铯蒸气细胞在室温下。我们使用密度矩阵模拟来解释在不同的激光条件下形成瞬态原子响应的时间尺度，发现它们受到失相机制的限制，包括渡越时间加宽，Rydberg-Rydberg碰撞和电离。使用匹配滤波器，我们证明了检测单个脉冲的持续时间从10 $μ$ s下降到50 ns，幅度从15000 $μ$ V cm $^{-1}$下降到~170 $μ$ V cm $^{-1}$，对应于~240 nV cm $^{-1}$ Hz $^{-1/2}$的灵敏度。最后，我们强调了潜在的里德伯蒸汽电池作为接收器通过检测脉冲串从一个旋转的发射器上模拟通过飞机。
2022-03-03 physics.atom-ph
Hyperfine structure and collisions in three-photon Rydberg electromagnetically induced transparency
本研究探讨了室温铷蒸汽池中三光子里德堡EIT的超精细结构与碰撞效应，通过10能级模拟分析光谱复杂图样，并发现添加Ar气诱发的第三EIT模式源于超精细碰撞，对量子传感技术具重要意义。
2025-01-27 physics.atom-ph
Measurements of the hyperfine structure of $nP_J$ Rydberg states by microwave spectroscopy in Cs atoms
该研究在超冷铯 Rydberg 系综中利用微波光谱测量了 $nP_J$ Rydberg 态的超精细结构，确定了相关磁偶极耦合常数，并分析了系统不确定性，对 Rydberg 电测量和量子模拟具有重要意义。
2024-10-12 physics.atom-ph
Enhanced electric field sensitivity of rf-dressed Rydberg dark states
研究了热Rb蒸气中rf修饰里德伯暗态的形成。它示出，这样的状态表现出增强的灵敏度，直流电场相比，他们的裸同行，使精确测量的直流场独立的激光频率波动。
2009-10-30 physics.atom-ph
Velocity-selective spectroscopy measurements of Rydberg fine structure states in a hot vapor cell
本文介绍了一种研究热里德伯气体光谱的速度选择光谱技术。该方法提供了光谱间隔的高分辨率测量。基于此方法，在室温133Cs蒸气室中测量了中间态的速度选择性超精细分裂，以及通过双光子里德伯激发的里德伯态的无多普勒精细结构分裂.实验数据与理论预测吻合良好。
2017-05-18 physics.atom-ph quant-ph
Absolute frequency measurements of 85Rb nF7/2 Rydberg states using purely optical detection
用三步激光激发方案测量了~（85）Rb原子高激发nF_（7/2）里德堡态的绝对频率，主量子数n=33-100。这项工作演示了第一个绝对频率测量铷里德伯能级使用纯光学检测方案。里德伯态在加热的Rb蒸气室中被激发，并且通过纯光学手段检测到无多普勒信号。所有的频率测量都是使用波长计进行的，该波长计针对GPS训练的自参考光学频率梳进行校准。我们发现，所测量的水平有一个非常高的频率稳定性，特别是强大的电场。该装置允许测量的状态的精度为8.0MHz。新的测量进行了分析，通过提取修改后的Rydberg-Ritz系列参数。
2010-02-16 physics.atom-ph quant-ph
Fine-structure changing collisions in $^{87}$Rb upon D2 excitation in the hyperfine Paschen-Back regime
研究$^{87}$Rb热蒸气在超精细帕邢-巴克区D2激发下的精细结构改变碰撞，发现$m_J$改变而$m_I$守恒，并建立运动学模型解释荧光线形，指出其对量子光学和磁光滤波器的影响。
2024-08-21 physics.atom-ph
Green's function treatment of Rydberg molecules with spins
本文提出利用格林函数方法研究Rydberg分子中自旋的影响，通过解析行列式方程根来确定势能曲线和波函数，提供了一种替代传统对角化方法的新途径。
2023-08-04 physics.atom-ph
Spectroscopy of $^{87}\text{Sr}$ triplet Rydberg states
对$^{87}\text{Sr}$中的高$n$、${30 \lesssim n \lesssim 100}$、三重态$\text{S}$和$\text{D}$里德堡态进行了实验和理论光谱研究. $^{87}\text{Sr}$具有大的核自旋，${I=9/2}$，并且在高- $n$下，超精细相互作用变得与精细结构和单重态-三重态分裂相当或甚至更大，这对精确光谱学和理论都提出了相当大的挑战。对于高$n$ $\text{S}$状态，超精细位移的评估非微扰利用早期的光谱数据的${I=0}$同位素$^{88}\text{Sr}$，这与目前的测量结果很好的协议。对于$\text{D}$状态，通过首先从本$^{87}\text{Sr}$测量中提取对于没有超精细结构的同位素（$^{88}\text{Sr}$）预期的$^{3}\text{D}_{1,2,3}$状态的能量来反转该过程，这允许确定高$n$极限中的校正的量子缺陷。
2018-08-17 physics.atom-ph
An analytical model of Faraday rotation in hot alkali metal vapours
我们报告了一个彻底的调查热铯蒸气的吸收和色散特性，最终在一个简单的分析模型的发展非共振法拉第旋转。该模型适用于所有热碱金属蒸气，可以预测在高达115 $^{\circ}$ C的温度下在铯中观察到的旋转，对于与$D_{2}$线失谐超过2 GHz的探测光，准确度在1%以内。我们还证明了存在一个弱的探测强度极限，低于该极限，超精细泵浦的影响可以忽略不计。在识别出该制度之后，我们验证了一个更全面的$D_{2}$线附近的吸收和色散模型，该模型以计算机代码的形式实现。我们证明了这个模型的能力，预测多普勒展宽光谱的0.5%的均方根偏差内的温度高达50 $^{\circ}$ C。
2011-07-07 physics.atom-ph
Precision probing of ionic-core transitions in alkaline-earth Rydberg atoms
Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科）；Center for Quantum Information and Quantum Biology, The University of Osaka（大阪大学量子信息与量子生物学中心）
该研究通过高分辨率测量碱土类 Rydberg 原子离子-核心跃迁的同位移移和超精细分裂，利用动态控制 Rydberg 电子轨道减少线宽，为量子控制内核跃迁提供了重要基础。
2026-05-19 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg atoms in hollow-core photonic crystal fibres
高激发态里德伯原子（比基态原子高六个数量级）的极大极化率使其在量子光学、量子计算、量子模拟和计量学等领域引起了极大的兴趣。然而，如果它们要在应用中常规使用，则主要要求是将它们集成到技术上可行的集成设备中。在这里，我们表明，里德伯介质的基础上，室温铯蒸气可以限制在宽带引导的kagome式空芯光子晶体光纤。在填充铯的光纤上进行的三光子光谱检测到里德堡态，其主量子数为n = 40。除了小的能级位移，我们观察到窄线确认的里德堡激发的相干性。使用不同的里德伯态和芯直径，我们研究了不同曝光时间后光纤芯内的约束的影响。了解这些影响是必不可少的成功的未来发展的新的应用程序的基础上集成室温里德伯系统。
2014-02-10 physics.atom-ph
Many-body chiral edge currents and sliding phases of atomic spinwaves in momentum-space lattice
长寿命原子超精细态的集体激发（自旋波）可以综合到动量空间的玻色-哈伯德模型中。我们研究了由两个耦合超精细态构成的两支腿动量空间晶格的多体基态和动力学。这种设置的基本成分是一个交错的人工磁场工程的激光耦合的自旋波状态，和状态依赖的长程相互作用，这是诱导激光敷料超精细状态的里德伯态。里德伯修饰的两体相互作用在动量空间中产生了一个依赖于态的阻塞，并且在多体基态中存在磁通量时，可以放大交错磁通量诱导的反手征边缘电流.当里德伯敷料是适用于超精细状态，奇异的滑动绝缘和超流/超固相出现。由于里德伯修饰的长程相互作用，自旋波沿着动量空间晶格的一条腿滑动而不消耗能量。我们的研究为利用动量空间晶格中原子超精细态自旋波相互作用进行拓扑相和奇异动力学的量子模拟奠定了基础。
2020-03-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Excitation of high orbital angular momentum Rydberg states with Laguerre-Gauss beams
我们考虑通过携带内禀轨道角动量自由度的光子激发里德堡态。具有螺旋波前结构的拉盖尔-高斯模对应于这样一组激光束，其在其传播方向上携带一些单位的轨道角动量。我们证明，在一个适当的几何设置，这个轨道角动量可以转移到内部的自由度的原子，从而违反了标准的偶极选择规则。更高的轨道角动量状态可以通过单光子激发过程获得。我们研究了拉盖尔-高斯光束的空间结构如何影响径向耦合强度，假设最简单的情况下，氢类波函数。最后，我们讨论了广义的角动量耦合，以包括精细和超精细分裂的影响，在维格纳-埃卡特定理的背景下。
2015-12-18 physics.atom-ph quant-ph
Four-wave mixing in a non-degenerate four-level diamond configuration in the hyperfine Paschen-Back regime
在$^{87}$ Rb原子热蒸气中，采用金刚石激发方案（5S $_{1/2}$，5 P $_{1/2}$，5 P $_{3/2}$和5D $_{3/2}$项）对种子四波混频进行了实验研究.我们研究了在强磁场（0.6 T）作用下的4 WM谱。塞曼相互作用足够强，可以实现超精细的帕邢-巴克机制，它具有将光学跃迁分离超过多普勒宽度的效果，从而显着简化了光谱特征。我们表明，这有利于定量比较，即使在政权的强敷料，实验数据和一个简单的理论模型的基础上，只有四个级别的光学布洛赫方程。
2017-10-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Sub-Doppler spectroscopy of Rydberg atoms via velocity selection memory in a hot vapor cell
本文利用泵浦-探测技术在热铯蒸气池中保留初始速度选择痕迹，实现里德伯态的亚多普勒光谱，并在高密度下通过光谱分析获得碰撞位移与展宽信息。
2025-01-05 physics.atom-ph quant-ph
Dependence of Resonant Absorption Linewidth on Atomic Vapour Column Thickness for D1 Line of Cs Atoms Confined in Nano-Cell
一种新的纳米电池，其原子蒸气层的纵向厚度L在350 - 5100 nm范围内平滑变化，允许研究Cs原子的D1和D2线的共振吸收，厚度从L = λ/2变化到L = 6 λ，步长为λ/2（λ = 852 nm或894 nm是共振激光波长）和不同强度的激光器。结果表明，在低激光强度下，从厚度L =（2n + 1）λ/2（n为整数）到L = 7 λ/2，共振吸收谱变窄，而在厚度L = n λ时，共振吸收谱变宽。对于相对高的激光强度（>1 mW/cm 2），当L = n λ时，发生吸收减少的速度选择性光泵浦/饱和共振（线宽接近自然线宽），并且以超精细跃迁为中心。给出了这些共振峰的可能应用。所建立的理论模型能很好地描述实验。
2007-12-30 physics.atom-ph
Ground-state magneto-optical resonances in Cesium vapour confined in an extremely thin cell
本文介绍了在厚度等于辐照光波长的超薄盒（ETC）中铯蒸气中制备的基态磁光共振的实验和理论研究。它示出的ETC的利用允许一个检查形成的磁光共振的个人超精细的过渡，从而区分过程导致暗（减少吸收）或明亮（增强吸收）的共振形成。本文报道了束缚在ETC中的Cs原子的明亮磁光共振符号反转的实验证据。基于光学Bloch方程，提出了一个理论模型，该模型涉及ETC中原子与其壁的弹性相互作用过程，导致被激发辐射极化的Cs激发态退极化。这种去极化导致亮共振的符号反转。利用所提出的模型，计算了磁光共振振幅和宽度随激光功率的变化关系，并与实验结果进行了比较。数值计算结果与实验结果吻合较好。
2007-04-23 physics.atom-ph
Measurement and numerical calculation of Rubidium Rydberg Stark spectra
本文报道了用电磁感应透明（EIT）方法测量静态电场中$^{87}$ Rb里德伯原子的斯塔克位移能级。电场强度高达500 V/cm，范围超过经典的电离阈值，使用电极内的玻璃细胞与铷蒸汽。在高信噪比下得到了主量子数$n=35$和$n=70$的Stark图，并与[M. L. Zimmerman等人，Phys. Rev. A 20，2251（1979）]，其最初仅针对$n=15$周围的状态进行验证。我们还计算了低位态和斯塔克位移里德堡态之间的偶极矩阵元，给出了EIT信号相对强度的理论估计。本文的工作在高主量子数和高电场范围内扩展了该数值方法的实验验证，其精度可达2 MHz。
2015-03-31 physics.atom-ph
Paschen-Back effect and Rydberg-state diamagnetism in vapor-cell electromagnetically induced transparency
本文报道了在0.7 T磁场中铷原子汽室里德伯电磁感应透明（EIT）的实验结果，其中所有能级都处于超精细Paschen-Back区，里德伯态与磁场之间表现出强的反磁相互作用.来自$^{85}\mathrm{Rb}$和$^{87}\mathrm{Rb}$的信号均存在于EIT光谱中。同位素混合Rb细胞的这一特征使我们能够在$\pm 0.12$ \%的相对不确定度内测量场强。测得的光谱与蒙特卡罗计算的结果非常一致，并表明出乎意料的大里德伯级退相率。由于小的不均匀性的磁场的线位移和加宽包括在模型中。
2017-02-21 physics.atom-ph
Room Temperature Atomic Frequency Comb Memory for Light
我们演示了在室温碱蒸气中使用原子频率梳量子存储协议的脉冲光的相干存储和检索。我们利用速度选择性光抽运制备多个速度类的$F=4$超精细基态的铯。类的频率间隔被选择为与$6^2$ P $_{3/2}$激发态的$F'=4 - F'=5$超精细分裂相一致，从而导致由两个通常多普勒加宽的光学跃迁组成的宽带周期性吸收结构。弱相干态的持续时间$2\,\mathrm{ns}$映射到这个原子频率梳与预先编程的召回时间的$8\,\mathrm{ns}$和$12\,\mathrm{ns}$，与多时间模式的存储和召回证明。在梳状结构中利用两个转变导致在重定相时的额外干扰效应，这增强了回忆效率。
2020-11-07 physics.atom-ph quant-ph
Optical pumping effects on the Rydberg EIT spectrum
我们提供了一个普遍的讨论里德伯态的电磁感应透明（EIT）和光泵（OP）之间的相互作用在热Rb 87介质。通过将布居数泵送到一个单一的超精细/塞曼态，我们可以增强相互作用强度，并且原则上放大EIT峰。根据我们的测量，EIT峰高可以提高两倍或减少一个数量级，线宽略有收窄的泵浦效应。通过增加介质的光密度（OD）也可以看到类似的行为。EIT特征的定量预测使用无多普勒非微扰数值计算。在有和没有光泵浦场的情况下，EIT峰高塌陷到相同的理论曲线上，表明OP和变化的OD具有相同的效果。在模拟和测量中，通过OP的Rydberg EIT增强依赖于探测场的强度和OD。我们的工作阐明了光抽运的基本机制，推进了里德伯原子的研究。
2022-07-04 physics.atom-ph
Laser spectroscopy of indium Rydberg atom bunches by electric field ionization
本文报道了一种新型的电场电离装置在共线几何结构中对聚束快原子束进行高分辨率激光光谱测量的应用。结合使用脉冲激光的多步共振激发到里德伯态，场电离技术证明了比非共振激光电离方法更高的同位素分离和原子参数测量的灵敏度。该装置在ISOLDE-CERN的共线共振电离光谱实验中进行了测试，以执行铟原子从5s $^2$ 5d~ $^2$ D $_{5/2}$和5s $^2$ 5d~ $^2$ D $_{3/2}$态到5s $^2$态的跃迁的高分辨率测量（$n$）p~ $^2$ P和5 s $^2$（$n$）f~ $^2$ F里德堡态，直到主量子数$n$ = 72.提取的里德伯能级能量用于重新评估铟原子的电离势为46670.1055（21）cm $^{-1}$。测定了$^{113,115}$ In的5sPDMATHABMM 5d~ $^2$ D $_{5/2}$和5sPDMATHABMM 5d~ $^2$ D $_{3/2}$态的核磁偶极和核电四极超精细结构常数及能级同位素位移.计算结果进行了比较，使用相对论耦合集群理论。一个很好的协议被发现与电离势和同位素位移，而不一致的超精细结构常数表明在这些激发态的电子相关性的重要性增加。为了进一步提高对外来同位素测量的检测灵敏度，对工作中实施的场电离布置进行了系统的研究，并模拟和提出了改进的设计。改进的设计提供了独立于从场电离到离子检测的距离的增加的背景抑…
2020-05-12 physics.atom-ph
Microwave electrometry with Rydberg atoms in a vapor cell using microwave amplitude modulation
本文提出利用微波幅度调制下里德伯原子EIT-AT色散信号的肩部间隔来表征微波电场强度，相比传统分裂间隔方法将可测最小场强降低约30倍，显著提升弱微波电场测量灵敏度。
2023-04-18 physics.atom-ph quant-ph
Self-Energy Correction to the Hyperfine Splitting for Excited States
自能修正的超精细分裂的评价更高的激发态在类氢离子，使用的结合参数Zalpha，其中Z是核电荷数的扩展，和α是精细结构常数。给出了D、F和G态以及主量子数在13 <= n <= 16范围内，轨道角动量l = n-2和l = n-1的高激发里德堡态的解析结果.一个封闭的形式，解析表达式推导出的贡献，高能量的光子，有效的任何状态与l <= 2$和任意n，l和总角动量j。低能量的贡献被写入的形式的广义贝特矩阵和评估选定的状态。
2011-03-24 hep-ph physics.atom-ph
Doppler-resilient ground-Rydberg transition and its application in high-fidelity entangling gates with neutral atoms
在中性里德伯原子中，运动诱导的退相是一个严重的问题，它限制了利用外激光场进行量子控制过程的精度。这种退相是一个主要的问题，限制了量子纠缠门与中性原子的保真度时，有一个{ \it间隙}的时间为里德伯原子自由漂移。我们发现，通过使用“V”型双轨配置中的过渡，可以在很大程度上抑制这种失相。这个“V”的左（右）臂代表到Rydberg态$|r_{1(2)}\rangle$的跃迁，其Rabi频率为$Ωe^{ikz}~(Ωe^{-ikz})$，其中$z$是冻结的，没有原子漂移，但在每个实验周期中线性变化。这样的配置相当于基态和具有拉比频率$\sqrt2Ω$的混合且时间依赖的里德堡态之间的转变，使得无论何时状态返回到基态都没有相位误差。我们研究了这种方法的两个应用。首先，可以在激发和去激发之间没有{ \it间隙}时间的情况下，在超精细基态$|1\rangle$和里德伯态$|r_{1(2)}\rangle$之间忠实地转移原子态。第二，通过在{\it能隙}时间内加入红外激光场诱导$|r_{1(2)}\rangle$通过一个大失谐的低中间态跃迁到邻近的里德堡态$|r_3\rangle$，原子可以在{ \it能隙}时间内保持其内部态在里德堡能级，同时调节$|r_{1(2)}\rangle$中的布居分支.这允许在{ \it间隙}时间之后的几乎完美的里德堡去激发，使得在里德堡封锁门中恢复高保真度成为可能。该理…
2019-10-01 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optically-biased Rydberg microwave receiver enabled by hybrid nonlinear interferometry
提出光学偏置检测方法，通过非线性干涉测量和实时噪声抑制，实现全光学里德伯微波接收机，灵敏度达176 nV/cm/√Hz，信噪比提升35 dB，性能媲美超外差。
2025-08-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Voigt transmission windows in optically thick atomic vapours: a method to create single-peaked line centre filters
本研究探究横向磁场下第二热蒸气池在光学厚原子蒸气中形成窄透射窗的物理机制，建立模型并通过Rb实验验证，最终得到Na、K等多元素D线的高性能级联单峰线心原子滤波器。
2022-12-16 physics.atom-ph physics.optics
Velocity-selective EIT measurement of potassium Rydberg states
我们展示了一个速度选择方案，减轻抑制电磁感应透明（EIT）的多普勒频移低-高EIT探头-耦合波长排序。与EIT探测光束反向传播的光泵浦光以速度选择的方式在超精细态之间转移原子。与光学泵浦光束的斩波同步的透射探测光束的测量使得能够检测无多普勒EIT信号。在加热的蒸气室中，通过EIT光谱法获得$^{39}$ K中$n=$ 26、27和28的5 P $_{1/2}$和$n$ S $_{1/2}$态之间的跃迁频率，其中探测光束稳定于4S $_{1/2}\rightarrow$ 5 P $_{1/2}$跃迁。利用以前对4S $_{1/2}\rightarrow$ nS $_{1/2}$跃迁的高分辨率测量，我们确定了4S $_{1/2}\rightarrow$ 5 P $_{1/2}$跃迁的绝对频率。我们的测量从目前接受的值偏移了560 MHz，不确定性提高了两倍。这些测量结果将使由$^{40}$ K原子组成的里德堡修饰超冷费米气体的新实验成为可能。
2015-10-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Absolute absorption on the potassium D lines:theory and experiment
我们提出了一个详细的研究的绝对多普勒展宽吸收的探测光束扫描整个钾D线在热蒸汽。在4S $\rightarrow$ 4P跃迁上测量了使用弱探针的光谱，并与Zentile等人（2015）在代码ElecSus中详细描述的电极化理论模型进行了比较。还对4S $\rightarrow$ 5P转换与ElecSus的适应版本进行了比较。这是ElecSus在原子基态超精细分裂小于Doppler宽度的原子上的首次实验测试。一个很好的协议，发现在各种温度下与均方根误差$\sim 10^{-3}$的ElecSUS和实验测量。我们还演示了使用ElecSus作为原子蒸气测温工具，并提出了一种可能的新的测量技术的过渡衰变率，我们预测有一个精确的$\sim$ 3 kHz。
2015-06-22 physics.atom-ph
Ab initio calculations of the electronic structure of Ac$^+$
University of Groningen（格罗宁根大学）；GANIL, CEA/DRF-CNRS/IN2P3（法国国家重离子加速器中心）；University of New South Wales（新南威尔士大学）
研究针对重元素精确光谱研究的挑战，采用相对论性福克空间耦合簇等方法计算Ac$^+$最低激发态相关参数，计算与实验跃迁能量相符，基于此为LRC测量提出两种实验方案。
2026-07-08 physics.atom-ph
Quantum-Limited Spectroscopy
光谱学有着辉煌的历史，它提供了偶然的发现，并为新的物理预测提供了严格的测试平台，包括从痕量物质检测到理解恒星和行星大气层，甚至限制宇宙学模型的应用。达到基本噪声极限允许从吸收测量中最佳地提取光谱信息。在这里，我们展示了一个量子限制光谱仪，提供高精度的测量吸收线的形状。这些测量产生了十倍的精度提高的激发态（6 P $_{1/2}$）超精细分裂Cs，并揭示了一个故障在著名的福格特光谱轮廓。我们开发了一个理论模型，占这种故障，解释观测到的散粒噪声限制内。我们的模型使我们能够推断的热速度分散的Cs蒸汽与35ppm的不确定性在一个小时内。这使我们能够以6ppm的精度和71ppm的不确定度确定玻尔兹曼常数的值。
2015-01-02 physics.atom-ph
Terahertz-driven phase transition applied as a room-temperature terahertz detector
很少有可以由太赫兹频率电场直接驱动的相变的示例，并且已知的那些示例需要超过1 MVcm $^{-1}$的场强。在这里，我们报告了室温下的相变驱动的弱（$\ll 1$ Vcm $^{-1}$），连续波太赫兹电场。该系统由铯蒸气在连续光激发下形成高位里德堡态，并通过太赫兹电场共振耦合到附近能级。我们使用一个简单的模型来了解基本的物理行为，我们展示了两个协议，利用相变作为窄带太赫兹探测器：第一个快速（20 $μ$ s）的非线性响应毫微瓦的入射辐射，第二个线性化的响应和有效的噪声等效功率（NEP）$\leq 1$ pWHz $^{-1/2}$。这项工作为一类新的太赫兹设备打开了大门，这些设备可以在低场强下控制，并在室温下工作。
2017-09-01 physics.atom-ph
Theoretical investigation of the HgF radical towards laser cooling and eEDM measurement
为了实现更灵敏的电火花测量，寻找具有更大内部有效电场（EPDMATHABMM）、更高电极化率和更长电火花测量态寿命的新型激光冷却分子是值得的。在这里，我们探讨了一氟化汞（$^{202}Hg^{19}F$，X $^ 2 Σ_{1/2}$）的优点，其潜在的激光冷却和电火花加工测量。我们从理论上研究了其电子结构、振转结构和超精细结构，并通过Rydberg-Klein-Rees反演（RKR）方法和Morse近似验证了主要跃迁的高对角Franck-Condon因子（FCF）.用有效哈密顿方法研究了X（$^ 2 Σ_{1/2} (ν=0$）转动态的超精细流形，提出了一种可行的边带调制方案.为了增强光循环，采用微波再混合方法来解决所有必要的水平。研究了X $^ 2 Σ_{1/2} (ν=0$，$\mathit{ N } $ =1）态的塞曼效应和超精细结构磁g因子。最后，估计了其对eEDM测量的统计灵敏度分别为$9\times 10^{-31} e\bullet cm $左右（激光冷却横向束实验），$2\times 10^{-31} e\bullet cm$（喷泉实验）和$1\times 10^{-32}$ e \bullet cm（捕获冷分子的实验），表明与$d_{ e } = (4.3 \pm 3.1_{ stat } \pm 2.6_{ syst })\times 10^{-30} e\bu…
2018-11-09 physics.atom-ph
Precision measurement of the ionization energy and quantum defects of 39K I
我们目前的绝对频率测量超冷39 K样品的过渡从基态到np里德堡态。对np 1/2和np 3/2项进行了全局非线性回归，得到了第一电离阈值为39 K时的改进波数为35009.8139710（22）（sys）（3）（stat）cm-1。此外，我们还报道了用毫米波光谱法测定的单光子跃迁n ′ s <-np ~（3/2），n ′ d <-np ~（3/2），n ′ f <- nd，n ′ g <- nf和双光子跃迁nf <- np的频率。结合激光和毫米波光谱实验的结果，我们得到了s_（1/2），d_（3/2），d_（5/2），f和g态的量子缺陷的改进值。对于d系列，在n >= 32时确认了反转的精细结构。f系列的精细结构分裂在n=31时小于100 kHz，明显小于类氢分裂，g系列的精细结构在n >= 30时是规则的，精细结构分裂与类氢预测相容。从测量的量子缺陷的f和g系列，我们得到一个估计的静态偶极和四极极化率的K+离子的核心。此外，使用射频光谱和Ramsey型干涉测量法确定了39 K的4s 1/2基态的超精细分裂为461.719700（5）MHz。
2019-07-05 physics.atom-ph quant-ph
Extraction of spin-averaged rovibrational transition frequencies in HD$^+$ for the determination of fundamental constants
该研究通过全局最小二乘调整提取HD$^+$的三个自旋平均跃迁频率，并结合理论表达式与彭宁阱数据，显著改进了电子相对原子质量和质子-电子质量比的测定。
2023-05-10 physics.atom-ph physics.data-an
Muonic-Atom Spectroscopy and Impact on Nuclear Structure and Precision QED Theory
μ子原子的激光和X射线光谱学的最新进展在原子、核和粒子物理学的交叉点提供了有希望的长期可能性。在μ介子氢中，激光光谱测量将确定基态超精细分裂（HFS），并将兰姆位移提高5倍。使用低温微量热计的精密光谱学具有显著提高$Z=3-8$范围内轻核的电荷半径的潜力。核子和核结构效应理论的精确度应取得互补的进展。这个μ子原子光谱计划的影响将被即将到来的H和He $^+$光谱，简单分子，如HD $^+$和潘宁陷阱测量结果放大。在这个更广泛的背景下，人们可以测试从头算核理论，二体或三体系统的束缚态QED，并确定基本常数，如里德堡（$R_\infty$）和精细结构（$α$）常数。
2022-10-30 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
