Ion-atom-atom three-body recombination: from the cold to the thermal regime
本文研究了离子-原子-原子反应A+A+B $^+$，在碰撞能量为100 ~ 10 $~μ$ K的范围内，分析了两种可能的产物：分子和分子离子。动力学通过基于在[J. Chem. Phys. $\textbf{140}$，044307（2014）]中开发的超球坐标中的经典轨迹方法的直接三体形式进行。我们的主要发现是，分子离子产物的离解能作为一个阈值能量分离的低，高能量制度。在低能区，三体势的长程尾决定了反应和主要反应产物的命运。相反，在高能区，原子-原子和原子-离子相互作用势的短程主导动力学，促进分子形成的低能区。
2022-11-15 physics.atom-ph physics.chem-ph
Cold trapped molecular ions and hybrid platforms for ions and neutral particles
本文回顾了冷陷俘分子离子领域的最新进展，重点介绍了新型混合原子-离子平台中的冷化学实验以及基于量子逻辑方案的高精度分子量子态制备与探测技术，这些进展为精密测量、量子技术和化学动力学等领域奠定了重要基础。
2023-11-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Multichannel quantum-defect theory for ion-atom interactions
我们提出了一个离子-原子相互作用的量子理论，它适用于能量相当于或小于原子超精细分裂，并适当考虑了相同的核的影响。该理论揭示了冷离子-原子相互作用的微妙性和复杂性，包括超精细分裂引起的阈值行为的变化和大量的存在，以及超精细阈值之间的各种散射共振。我们展示了如何描述这种复杂性，有效地和在定量水平上，使用多通道量子亏损理论，我们在这里提出的离子-原子相互作用。这种有效的描述是理解涉及离子的少体和多体量子系统的关键。
2014-02-15 physics.atom-ph physics.chem-ph
Evidence of sympathetic cooling of Na+ ions by a Na MOT in a hybrid trap
离子-中性粒子混合阱是研究离子与中性粒子碰撞动力学的理想系统。该系统提供了一种通用的冷却方法，可以应用于光学不可接近的物种，也可以潜在地冷却内部自由度。离子和中性粒子之间的长程极化势（$V\propto-α/r^4$）导致低温下大的散射截面，使得混合阱成为通过与中性原子碰撞实现离子有效共振冷却的有利系统。我们目前的实验证据的交感冷却的混合陷阱的\ce{Na+}离子，这是封闭的壳层，因此没有激光诱导的原子跃迁，由等质量的冷钠原子的磁光阱（MOT）。
2013-01-08 physics.atom-ph
Hybrid ion, atom and light trap
我们提出了一个独特的实验安排，允许同时捕获和冷却的离子和中性原子，在法布里-珀罗（FP）腔。这种混合阱实验的多功能性使得能够对捕获的混合物进行各种研究。这种混合陷阱系统的生产背后的动机进行了解释，其次是如何把实验的细节放在一起。已经与该系统进行了几个实验，并与该系统的一些机会进行了讨论。然而，主要的重点是集中在有关的方面被困离子，在这个混合系统。
2013-12-10 physics.atom-ph
Multi-hour stable trapping and threshold steady state of non-laser-coolable ions with ultracold atoms in a hybrid trap
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
该研究利用混合阱中超冷原子的共振电荷交换冷却，实现非激光冷却铯离子6小时稳定囚禁与阈值稳态，突破混合原子-离子系统局限，为相关领域拓展研究提供支撑。
2026-08-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Comment on "Measurement of a large Chemical Reaction Rate between Ultracold Closed-Shell ^{40}Ca Atoms and Open-Shell ^{174}Yb^{+} Ions Held in a Hybrid Atom-Ion Trap"
我们估算了$^{40}$ Ca - $^{174}$ Yb $^{+}$分子离子的辐射猝灭率，发现它低估了最近实验中报道的数值约5个数量级。我们对这一巨大差异的可能解释发表评论。
2012-11-21 physics.atm-clus physics.atom-ph
Ion-atom cold collision: Formation of cold molecular ion by radiative processes
从理论上讨论了低能离子-原子碰撞，并预言了光缔合形成冷分子离子的可能性。我们目前的结果辐射的同性和异性核原子-离子冷碰撞，揭示阈值行为的原子-离子系统。
2011-01-07 physics.atom-ph
Dispersion coefficients for the interaction of inert gas atoms with alkali and alkaline earth ions and alkali atoms with their singly ionized ions
本文给出了惰性气体原子与碱金属离子、碱土金属离子和碱金属原子与其单电荷离子相互作用的色散系数。我们使用我们的相对论耦合集群方法来确定动态偶极和四极极化率的碱金属原子和单电离碱土金属原子，而相对论随机相位近似方法已被采用，以评估这些数量的封闭壳层配置的惰性气体原子和单，双电离碱金属和碱土金属原子，分别。通过静态极化率值与实验结果的比较，判断了这些结果的准确性。这些极化率进一步与其他理论结果进行了比较。我们估计的分散系数的准确性比[At.数据和核数据表101，58（2015）]进行了讨论。这些结果和其他已报道的改进的结果将有助于全面理解低温区冷原子和原子-离子混合囚禁实验中涉及这些原子-原子和原子-离子相互作用的碰撞物理。
2016-05-17 physics.atom-ph
Ionization of light atoms and ions during the nuclear $β^{-}$-decay
考虑了轻原子和离子在核$β^{-}$衰变过程中的电离。为了确定电子电离的终态几率，我们发展了一种基于自然轨道展开的方法来计算所有参与这一过程的原子/离子的束缚态波函数。
2014-11-16 physics.atom-ph
Cold hybrid ion-atom systems
激光冷却囚禁离子和超冷原子的混合系统是近年来量子物理基础研究的新平台。本文综述了离子-原子冷杂化系统的理论和实验研究进展，旨在结合这两个成熟领域的最佳特性。我们提供了一个广泛的概述的理论描述的离子原子混合物及其应用，并报告在实验中的进展与保罗或偶极陷阱与冷原子云重叠，并与离子直接产生的玻色-爱因斯坦凝聚体捕获的离子。我们从微观模型开始，描述电子结构，相互作用和碰撞物理的离子-原子系统在低温和超低温下，包括辐射和非辐射电荷转移过程和它们的控制与磁可调费什巴赫共振。然后，我们描述了相关的实验技术和混合系统的内在性质。特别地，我们讨论了离子在Paul阱中的微运动对离子-原子杂化系统的影响。接下来，我们回顾了最近的建议，使用离子浸没在超冷气体研究冷碰撞，化学，多体物理，量子模拟，量子计算和它们的实验实现。在最后一部分中，我们重点讨论了分子离子通过自发辐射缔合、光缔合、磁缔合和交感冷却的形成。讨论了冷分子离子在冷控化学和精密光谱学中的应用和前景。
2019-08-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Long-range atom-ion Rydberg molecule: A novel molecular binding mechanism
我们提出了一种新的结合机制，即中性里德伯原子和原子离子在大的核间距处形成分子结合态。结合机制是基于斯塔克位移和能级交叉，这是诱导里德伯原子由于电场的离子。在里德伯原子和离子之间的特定核间距处，会产生能阱，能阱中的原子-离子分子束缚态。除了结合机制，我们描述的重要性质的长程原子-离子里德伯分子，如它的寿命和衰变路径，它的振动和旋转结构，和它的大偶极矩。长程原子-离子里德堡分子的特殊性质为工程势能面上的波包动力学研究提供了有趣的前景。
2021-05-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Homogeneous Linear Ion Crystal in a Hybrid Potential
本文研究了线性离子晶体在二次和四次势组合作用下的性质。通过控制二次和四次分量之间的比例参数，离散和连续模型都被用来探索线性离子晶体的均匀性。结果表明，在这种混合势中，离子的均匀分布比纯二次势或纯四次势中的均匀分布要大。在混合势中还研究了锯齿形相变。通过数值计算确定了其临界条件和相图，与前人的理论和实验结果吻合较好。这为实验研究大尺寸线性库仑晶体的相变奠定了基础。
2021-03-03 physics.atom-ph
Hybrid Trapping of $^{87}$Rb Atoms and Yb$^{+}$ Ions in a Chip-Based Experimental Setup
将激光冷却的囚禁离子和超冷量子气体结合在一个实验装置中的混合量子系统，开辟了一个快速发展的研究领域，包括量子化学、极化子物理、量子信息处理和量子模拟。我们提出了一个完全开发和测试的离子阱芯片，并提出了一个平面芯片陷阱，可以放置在离子阱下面。这种设计基本上解决了混合阱所特有的困难，并且具有良好对准的芯片，其允许独立调整原子阱的深度以及离子的限制和定位。离子阱已成功地测试与线性离子晶体的Yb $^{+}$和中性$^{87}$ Rb也加载到一个mMOT下的离子捕获区域几毫米。
2023-01-25 physics.atom-ph quant-ph
Combined ion and atom trap for low temperature ion-atom physics
我们报道了一种同时捕获空间重叠的离子和冷原子的实验装置和技术。这种装置的动机是在从热到超冷的温度范围内研究离子-原子过程。这个领域是一个很大程度上未经探索的物理学领域与冷囚禁原子。在这篇文章中，我们讨论了结合这两个陷阱的一般设计考虑，并提出了我们的实验装置。离子阱和原子阱的特征彼此独立。两者的同时操作，然后描述和实验签名的离子和冷原子的相互影响。最后，简要讨论了这种仪器在物理和化学中的几个问题上的应用。
2011-04-13 physics.atom-ph
Hybrid optical pumping of K and Rb atoms in a paraffin coated vapor cell
利用射频场驱动的非线性磁光旋转（RF NMOR）方案，在双组分石蜡涂层蒸汽室中研究了动态混合光泵浦效应。通过抽运K原子和探测$^{87}$ Rb原子，我们获得了3 Hz的内禀磁共振线宽，并且所观察到的共振不受功率展宽和光移效应的影响。这种操作方案显示了良好的应用前景。
2017-08-29 physics.atom-ph
Low-Dimensional Few-Body Processes in Confined Geometry of Atomic and Hybrid Atom-Ion Traps
我们发展了一种有效的方法来处理原子和混合原子-离子阱中的低维少体过程。该方法基于V. Melezhik提出的二维离散变量表示（DVR）中的分裂算子方法，用于求解少维含时薛定谔方程。本文简要回顾了超冷原子共振过程的应用，并讨论了我们在原子-离子混合系统中的最新研究结果。并对该方法在低维少粒子系统物理其它热点问题中的应用前景进行了展望。
2018-12-04 physics.atom-ph quant-ph
A hybrid ion-atom trap with integrated high resolution mass spectrometer
在这篇文章中，我们描述了我们的设计，建设和实施的离子原子混合系统，结合高分辨率飞行时间质谱仪（TOFMS）。磁光阱（MOT）中的钾原子（$^{39}$ K）和线性Paul阱中的激光冷却的钙离子（$^{40}$ Ca $^+$）在空间上重叠，并且组合阱与TOFMS集成用于径向提取和检测反应产物。我们还提出了一些实验结果显示之间的相互作用$^{39}$ K $^+$和$^{39}$ K，$^{40}$ Ca $^+$和$^{39}$ K $^+$以及$^{40}$ Ca $^+$和$^{39}$ K对。最后，我们讨论了在离子-原子混合体系中冷却CaH $^+$分子离子的前景。
2019-07-24 physics.atom-ph quant-ph
Universal hybrid quantum computing in trapped ions
使用离散和连续变量子系统，量子信息的混合方法可以为相同的物理资源提供更多的量子计算能力。在这里，我们提出了一个混合方案，可以用来产生必要的高斯和非高斯操作的通用连续变量量子计算在囚禁离子。该方案利用两个线性自旋运动相互作用产生一组广泛的非线性有效的自旋运动相互作用，包括一个和两个模式压缩，分束器，和三压缩操作中捕获的离子系统。我们讨论了可能的实验实现使用激光为基础的和激光的方法。
2021-05-12 physics.atom-ph quant-ph
Hybrid quantum systems of ions and atoms
在这一章中，我们回顾了囚禁离子和超冷中性原子混合系统实验的进展。我们给出了一个理论概述的原子-离子相互作用的冷制度，并给出了最重要的实验结果的总结。最后，我们概述了剩余的开放的挑战和可能的应用在离子和中性原子的混合量子系统。
2014-01-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spectroscopic properties of the molecular ions BeX^+ (X=Na, K, Rb): Forming cold molecular ions from an ion-atom mixture by stimulated Raman adiabatic process
本文采用基于赝势模型、高斯基组、有效核极化势和全组态相互作用（CI）的量子化学方法，计算了由碱金属离子Be和碱金属原子X组成的分子离子BeX^+（X=Na，K，Rb）的势能曲线、光谱参数和跃迁偶极矩.我们详细研究了碱金属离子与碱金属原子的量子碰撞。此外，我们还研究了离子-原子碰撞体系中通过受激Raman绝热过程形成分子离子的可能性，并讨论了实现布居转移的参数范围。我们的结果对离子-原子冷碰撞和冷分子离子形成的实验实现具有重要意义。
2018-05-25 physics.atom-ph
Measurement of low-energy Na^+ -- Na total collision rate in an ion--neutral hybrid trap
在离子-中性阱中测量了冷钠离子与低能\ce{Na+}离子的弹性和共振电荷交换碰撞速率系数$k_\mathrm{ia}$.为了确定$k_\mathrm{ia}$，我们测量了\ce{Na}磁光阱（MOT）和线性射频四极Paul阱的阱负载和损耗。我们发现，总速率系数为$7.4 \pm 1.9 \times 10^{-8}$ cm $^3$ /s的I型\ce{Na} MOT沉浸在$\approx 140$ K离子云和$1.10 \pm 0.25 \times 10^{-7}$ cm $^3$ /s的II型\ce{Na} MOT在$\approx 1070$ K离子云。我们的测量结果与以前报道的理论全量子\textit{ab initio}计算结果非常一致。在确定总速率系数的过程中，我们证明了MOT可以用来探测混合阱中光学暗离子云的空间分布。
2014-12-16 physics.atom-ph
Ion-neutral sympathetic cooling in a hybrid linear rf Paul and magneto-optical trap
离子和中性原子之间的长程极化力导致大的弹性散射截面，例如，10^6 a.u. Na+对Na或Ca+对Na在冷和超冷温度下。这表明，混合离子中性阱应该提供一个原子或分子离子显着的交感冷却的一般手段。我们提出SIMION 7.0模拟结果的优点和限制的交感冷却内的混合陷阱装置，由一个线性的RF保罗陷阱同心与钠磁光阱（MOT）。本文探讨了各种加热机制对混合系统的影响，以及与MOT，Paul陷阱，离子数量和离子种类相关的参数如何影响交感冷却的效率。
2012-08-31 physics.atom-ph physics.plasm-ph quant-ph
Collisional cooling of light ions by co-trapped heavy atoms
我们实验证明冷却被困离子与共捕获，更高质量的中性原子的碰撞。结果表明，较轻的$^{39}$ K $^{+}$离子，通过电离$^{39}$ K原子在磁光阱（MOT），当被困在离子阱中，随后允许通过与超冷，较重的$^{85}$ Rb原子在MOT碰撞冷却时，表现出较长的陷阱寿命比没有本地化的$^{85}$ Rb MOT原子。一个类似的冷却被困的$^{85}$ Rb $^{+}$离子由超冷$^{133}$ Cs原子在MOT中也证明了在不同的实验配置，以验证这种机制的离子冷却的局部和中心的超冷中性原子。我们的研究结果表明，本地化的冷原子冷却的离子持有任何质量比，从而使更广泛的一类原子离子系统的研究，无论其质量。
2016-12-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-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
Observation of elastic collisions between lithium atoms and calcium ions
在100 mK ~ 3 K的能量范围内，我们观察到了激光冷却的费米子锂原子与钙离子之间的弹性碰撞。利用光镊技术将光偶极阱中的锂原子输运到离子阱中心，实现原子和离子的空间重叠，观察原子-离子相互作用。弹性散射率由原子与离子的弹性碰撞引起的原子衰变确定。弹性散射截面与碰撞能量的关系符合半经典碰撞理论。
2013-05-15 physics.atom-ph
Improving Efficiency of Sympathetic Cooling in Atom-Ion and Atom-Atom Confined Collisions
我们提出了一种新的方式，在电磁保罗陷阱的离子的交感冷却：它意味着使用冷缓冲原子在原子离子约束诱导共振（CIR）的区域。问题是，离子不可避免的微动及其与混合原子-离子阱中较冷原子环境相互作用的长程性质阻止了其共振冷却。我们发现，离子微动对其交感冷却的破坏性影响，但可以抑制在附近的原子-离子CIR。其起源是CIR附近原子-离子波函数的“费米子化”，其中原子-离子对表现为一对不相互作用的相同费米子。这阻止了原子与离子在共振附近的完全接近，并且不会增强离子的微动，这会干扰其交感冷却。以Li-Yb $^+$和Li-Yb受限系统为例，采用准经典量子方法研究了原子-离子和原子-原子受限碰撞中共振环周围的交感冷却效应.在这种方法中，冷原子的薛定谔方程与较热重离子或原子碰撞过程中的经典Hamilton方程同时积分。我们发现在原子-离子混合阱中，冷原子对离子的共振冷却是可能的。我们还表明，它是可能的，以提高效率的交感冷却原子陷阱，通过使用原子CIR。
2021-01-10 physics.atom-ph quant-ph
Cold atom-ion experiments in hybrid traps
在过去的5年里，物理学和化学的一个新领域已经发展起来，其中冷囚禁离子和超冷原子气体相互接触。将离子阱与中性原子阱相结合，为研究和实验提供了各种新的可能性。这些范围从冷原子-离子碰撞和原子-离子化学的研究到量子信息科学和凝聚态相关研究的应用。在本文中，我们对这一新领域作了简要介绍，并对其未来的发展前景进行了展望。
2013-09-23 physics.atom-ph quant-ph
Charge-exchange collisions between ultracold fermionic lithium atoms and calcium ions
在mK温度范围内观察到超冷费米子6Li原子与~（40）Ca ~+离子之间的电荷交换碰撞。电荷交换碰撞的反应产物通过质谱法鉴定，在质谱法期间，离子的运动被参数化地激发。测量了基态6Li原子与基态和亚稳态激发态40 Ca+离子的电荷交换碰撞截面。研究原子-离子混合物中的非弹性碰撞特性是以超冷原子和离子为基础的超冷化学的重要一步。
2015-03-31 physics.atom-ph
Photoionization of ions with synchrotron radiation: From ions in space to atoms in cages
介绍了利用同步辐射源的X射线对质荷选择电离的原子、分子和团簇进行光电离的光子-离子合并束技术。从简单的少电子体系的外层电离到复杂的多电子离子的内壳层电离，讨论了原子离子光电离的例子。阐明了基本的电离机制，指出了这些结果在天体物理和等离子体物理中的重要应用。最后，以内嵌富勒烯离子为例，说明了光子-离子合并束技术在纳米粒子光吸收研究中的独特能力。
2017-02-21 physics.atom-ph
Ionization of highly charged relativistic ions by neutral atoms and ions
研究了中性原子和离子对高电荷态相对论离子的电离。本文给出了最近发展的基于相对论玻恩近似和等效光子近似的计算机程序的数值结果。外层的电离占主导地位。对于对该过程起主要作用的外射电子层，可以使用非相对论性薛定谔波函数。本文给出了任意量子数$n$和$\ell$电子电离的Dirac矩阵元的非相对论约化公式。
2008-11-07 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
Realization of a chip-based hybrid trapping setup for $^{87}$Rb atoms and Yb$^{+}$ Ion crystals
本文提出并验证了一种集成平面原子芯片阱的离子阱芯片，实现了Yb$^{+}$离子晶体和$^{87}$Rb原子的混合囚禁，解决了原子-离子混合阱中的对准与独立调控难题。
2024-01-05 physics.atom-ph quant-ph
Universal non-monotonic structure in the saturation curves of MOT-loaded Na$^+$ ions stored in an ion-neutral hybrid trap: Prediction and observation
我们预测，稳态离子数$N_s$的射频（rf）陷阱，加载速率$λ$粒子每单位时间，显示普遍的非单调行为作为加载速率$λ$的函数。$N_s(λ)$的形状，其特征在于由四个动力学区域，是普遍的意义上说，它被预测表现在所有的射频陷阱独立的细节，他们的建设。对于$λ\ll$ 1粒子/射频循环（区域I），正如预期，$N_s(λ)$随$λ$单调增加。然而，与直觉相反，在中间$λ\sim 1$颗粒/射频循环（区域II），$N_s(λ)$达到最大值，随后是$N_s(λ)$的最小值（区域III）。对于$λ\gg 1$粒子/射频循环（区域IV），$N_s(λ)$再次单调上升。在IV区，数值模拟、解析计算和实验均显示出$N_s(λ)\sim λ^{2/3}$。我们证实了这一预测实验与MOT加载钠$^+$离子存储在一个混合离子中性阱。
2015-12-11 physics.atom-ph
Operation of a Microfabricated Planar Ion-Trap for Studies of a Yb$^+$-Rb Hybrid Quantum System
为了研究原子离子与超冷中性原子的相互作用，对离子晶体的定位进行亚$μ$ m控制是非常重要的。为此，我们介绍了一个微型平面离子阱具有21个直流电极。离子阱由自制的FPGA电压源控制，该电压源向每个DC电极提供独立可变的电压。为了确保离子晶体相对于被捕获的中性原子的稳定定位，我们集成到整体设计中的一个紧凑的镜面磁光芯片陷阱（mMOT）的冷却和限制中性$^{87}$ Rb原子。本文介绍了原子-离子混合芯片、微加工平面离子阱，并利用离子阱晶体确定离子寿命、阱频率、离子定位和微动补偿精度。
2019-03-19 physics.atom-ph quant-ph
Sympathetic and swap cooling of trapped ions by cold atoms in a MOT
一个冷却和捕获的离子和原子的混合系统，为离子辅助冷化学和新颖的多体研究铺平了道路。由于单个俘获机制的不同，被俘获的原子明显比被俘获的离子冷，因此在组合系统中，强的二元离子$-$原子相互作用导致从离子到原子的热流。相反，被捕获的离子也可以被冷原子碰撞加热，使离子和原子之间的平衡变得有趣。在这里，我们的实验表明，铷离子（Rb $^+$）冷却接触磁光捕获（MOT）Rb原子，相反的一般预期的离子加热等离子和原子质量。从理论上解释了冷却机理，并用数值模拟加以验证。共振电荷交换（RCx）碰撞，它允许交换冷却的离子与原子，其中一个单一的掠射碰撞事件带来的快速离子休息的重要性进行了讨论。
2011-12-26 physics.atom-ph quant-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
The design of an experimental platform for hybridization of atomic and superconducting quantum systems
混合量子系统有可能缓解当前开发可扩展量子计算机的挑战。特别令人感兴趣的是原子和超导量子比特之间的杂交。我们展示了一种新颖的实验装置，用于在毫开尔文低温环境中转移和捕获超冷原子，在那里可以建立原子和超导量子比特之间的相互作用，为混合量子系统铺平了道路。$^{87}\text{Rb}$原子在传统的磁光阱中制备，并通过磁性传送带传送到具有光学通路的UHV兼容稀释制冷机中。我们将寿命为794秒的$5\times10^{8}$原子存储在毫开尔文阶段附近。
2019-05-06 physics.atom-ph quant-ph
From heavy ions to exotic atoms
本文综述了重离子和奇异原子的一些实验和理论计算，旨在提供有关基本相互作用的信息。其中包括重离子宇称破坏测量实验和高电荷离子类氦跃迁能的高精度测量。我们还描述了最近关于π原子的实验，这些实验利用高电荷离子跃迁来获得强相互作用位移和宽度的准确测量。
2005-10-14 physics.atom-ph
Energy distributions for ionization in ion-atom collisions
本文讨论了在密耦合方法中，如何通过对薛定谔方程的解进行傅里叶变换，得到了离子-原子碰撞中电子的电离微分截面的能量分布。微分分布与时间有关，通过它们的时间平均，可以与文献中报道的实验和理论数据进行比较。该程序在两个系统，$p+H$和$p+He$，说明了合理的成功，并预计将扩展到更复杂系统没有固有的困难。这使得在离子-原子碰撞中的电离过程的计算的理解进步。
2016-01-22 physics.atom-ph
Hybrid subconfiguration-average and level-to-level distorted-wave treatment of electron-impact single ionisation of W$^{15+}$ and W$^{16+}$
最近，我们已经证明了（Jin et al. 2020，J. Phys. B：At.摩尔Opt.Phys.53，075201），W $^{14+}$离子的电子碰撞单电离（EISI）的混合子构型平均和水平到水平扭曲波处理代表用于计算复杂离子的EISI截面的准确和可管理的方法。在这里，我们通过将W $^{15+}$和W $^{16+}$的EISI的混合横截面与Schury等人2020，J. Phys. B：At.摩尔53，015201）。我们的计算还考虑了共振激发双自电离（REDA）过程，这是重要的电子能量范围370-600 eV和可能存在的初始亚稳离子在实验中。
2020-04-06 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Interactions and charge transfer dynamics of an Al$^+$ ion immersed in ultracold Rb and Sr atoms
基于Al $^+$离子和激光冷却的碱土金属离子共振冷却的原子钟达到了前所未有的精度。在这里，我们从理论上研究的相互作用和电荷转移动力学的Al $^+$离子浸没在超冷气体的Rb和Sr原子。采用耦合团簇和多参考组态相互作用方法，在Rb和Sr原子的小核能量一致赝势中考虑标量相对论效应，计算了（Al+Rb）$^+$和（Al+Sr）$^+$离子-原子系统的势能曲线和跃迁电偶极矩.还报道了长程相互作用系数。我们使用电子结构数据来研究冷碰撞和电荷转移动力学。Al $^+$离子与碱金属或碱土金属原子的散射由一条势能曲线控制，而电荷转移可以导致由相对论自旋轨道耦合混合的几个电子态。我们研究的分支比的相互作用的短期和长期的影响，以及激光场控制和形成的分子离子的前景。我们建议采用原子钟跃迁的Al $^+$离子监测离子原子散射动力学通过量子逻辑光谱。这些结果为碱金属和碱土金属以外的原子离子在离子-原子冷杂化实验中的应用奠定了基础。
2021-02-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Doubly differential cross sections for ionization of lithium atom by protons and O$^{8+}$ ions
研究了锂原子与$p$和O $^{8+}$碰撞中的单电离。用相对论非微扰方法计算了电离的双微分截面。与最近的测量和理论预测的比较。
2018-12-11 physics.atom-ph
Superconducting Qubit-Resonator-Atom Hybrid System
我们提出了一个混合量子系统，其中一个$LC$谐振腔与一个通量量子比特感应相互作用，并与一个里德伯原子电容耦合。改变外部磁通量偏置控制通量量子位翻转和通量量子位谐振器界面。利用静电场对原子光谱进行调谐，控制原子的量子位态跃迁和原子与谐振腔的耦合。通过简单地调节磁通偏置和静电场，可以制备超导、光子和原子量子比特的不同类型的纠缠，从而实现三量子比特Toffoli逻辑门。
2017-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Retrieval of electron-atom scattering cross sections from laser-induced electron rescattering of atomic negative ions in intense laser fields
通过求解含时薛定谔方程（TDSE），采用一阶和二阶强场近似（SFA），研究了强激光场中原子负离子的二维电子动量分布.结果表明，从SFA预测的光电子能量分布和低能光电子动量谱与TDSE的解是合理的一致。更重要的是，我们发现，精确的电子-原子弹性散射截面可以直接从高能电子动量谱的原子负离子在激光场。这开辟了测量电子原子和电子分子散射截面的原子和分子的负离子的光剥离强烈的短激光，分别与飞秒量级的时间分辨率的可能性。
2007-12-03 physics.atom-ph
The role of electronic excitation in cold atom-ion chemistry
研究了在混合阱中超冷Ca原子与Ba $^+$离子之间的电荷交换化学反应中电子激发的作用。这个原型系统在基态中被排除在能量之外，允许对电子激发的影响进行特别简单的解释。结果表明，离子的电子激发对化学反应速率有重要影响，而中性原子的电子激发则不那么重要。实验还表明，正确选择原子-离子对，可以减轻超冷原子-离子环境中这些化学反应的不必要的影响，标志着迈向下一代混合器件的重要一步。
2012-05-19 physics.atom-ph
Impact of ion motion on atom-ion confinement-induced resonances in hybrid traps
研究了束缚在混合阱中的原子-离子量子混合物中的束缚诱导共振。具体地说，我们考虑一个离子被限制在一个依赖于时间的射频保罗陷阱与线性几何，而原子被限制到一个准一维光波导内的离子阱。我们评估了离子固有微动对共振位置的影响。因此，我们半经典地求解原子-离子动力学，即原子动力学由三维含时薛定谔方程控制，而离子运动由经典的Hamilton方程描述。我们发现，由振荡射频场提供的离子的能量可以影响共振位置显着。尽管如此，那些关于完美透射和反射的共振的特殊现象学仍然是可观察的。这些结果表明，离子的固有微动是无害的共振的发生，它的位置可以控制的射频场。这为在低空间维度中调节原子-离子相互作用提供了额外的手段。这项研究代表了含时陷阱中复合原子量子系统散射物理的一个重要进展。
2019-10-25 physics.atom-ph quant-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
Stark spectroscopy of Rydberg atoms in an atom-ion hybrid trap
本文报道了原子-离子混合阱中超冷原子的里德堡光谱，用于探测原子和离子混合物中的电场。我们得到的光谱表现出激发间隙对应于避免在斯塔克地图的能级交叉。从这些测量中，我们可以得出结论，基态原子经历高达250 V/cm的电场。然而，解释结果存在困难，因为一些数据表明电场是由离子产生的，而另一些数据表明它们来自保罗陷阱。我们讨论了可能的情况下解释测量数据，提供第一次测量检查这些情况下，并提出方法，最终解决这个难题。
2019-01-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
On the hyperfine structure of the triplet $n^{3}S-$states of the four-electron atoms and ions
研究了四电子Be原子和类Be离子三重态$n^3S-$的超精细结构。结果表明，要确定这种原子系统中的超精细结构分裂，需要知道在中心原子核$ρ_T(0)$的三重态电子密度。我们已经开发的程序，允许允许一个确定这样的电子密度$ρ_T(0)$为任意的四电子原子和离子。
2016-11-14 physics.atom-ph
Electro-optical ion trap for experiments with atom-ion quantum hybrid systems
在原子、分子和光学（AMO）物理的发展中，原子-离子杂化系统的特征在于实验AMO工具箱中的一个新工具：原子-离子相互作用的存在。最先进的原子-离子实验中的主要限制之一是由保罗阱中离子动力学的微动分量表示，因为原子-离子碰撞中微动的存在导致防止原子-离子混合物经历相干演化的加热机制。在这里，我们报告的设计和模拟的一种新的离子捕获装置，特别是设想与超冷原子实验的集成。通过使用基于光场和静电场的组合的电光阱来实现离子约束，使得在离子的动力学中不存在微动分量。约束光场由在蝴蝶结腔的交叉处产生的深光晶格产生，而静电四极确保离子在正交于光晶格的平面中的约束。该装置还配备了一个保罗陷阱，用于冷却热原子束光电离产生的离子，两个离子陷阱的设计有利于将离子从保罗陷阱交换到电光陷阱。
2020-01-31 physics.atom-ph quant-ph
Measurement of collisions between rubidium atoms and optically dark rubidium ions
测量了磁光阱中激光冷却的铷原子与重叠Paul阱中光学暗的铷离子的碰撞速率系数。在这样的混合物中，离子由MOT原子产生并允许在离子阱中积累，这导致稳态MOT原子的数量显著减少。建立了一个理论速率方程模型来描述MOT原子数的演化，由于电离和离子-原子碰撞，并推导出离子-原子碰撞速率系数的表达式。系统地研究了MOT原子的损失，通过在实验中顺序地打开各种机制。结合模型的测量，可以直接确定离子-原子碰撞速率系数。最后，这里开发的实验技术的范围进行了讨论。
2013-04-09 physics.atom-ph quant-ph
Structure of the Alkali-metal-atom-Strontium molecular ions: towards photoassociation and formation of cold molecular ions
用量子化学方法测定了由一个碱金属原子和一个锶离子组成的分子离子的势能曲线、永久和跃迁偶极矩以及静态偶极极化率。分子离子被视为有效的双电子系统，并处理使用有效的核心电位，包括核心极化，大高斯基组，和全组态相互作用。在即将到来的旨在合并冷原子和冷离子阱的实验的角度，辐射电荷交换，冷锂或铷原子和锶离子的光缔合的可能途径进行了讨论，以及稳定的分子离子的形成。
2011-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Optical control of atom-ion collisions using a Rydberg state
提出了一种控制电子基态超冷中性原子与囚禁离子碰撞的方法。在碰撞过程中，中性原子被激光共振激发到低场寻求的里德伯态，该里德伯态被离子排斥。当原子被离子反射时，它被退激回到它的电子基态。分析了屏蔽效率与激光频率、激光功率、原子-离子初始碰撞能量和碰撞角度的关系。讨论了Na和Rb的几个里德伯能级对屏蔽的适用性。屏蔽的有用应用包括抑制原子和离子之间不需要的化学反应，这是受控原子-离子相互作用的先决条件。
2019-10-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
