Casimir-Polder shift of ground-state hyperfine Zeeman sub-levels of hydrogen isotopes in a micron-sized metallic cavity at finite temperature
利用磁共振技术，可以精确地测量基态原子超精细能级之间的跃迁频率。这使得超精细跃迁成为研究量子电动力学效应的理想探针，量子电动力学效应源于原子与量子化电磁场的相互作用。QED预测的最显著的效应之一是置于一个或多个电介质物体附近的原子的能级经历的Casimir-Polder位移。在这里，我们计算的Casimir-Polder位移和超精细跃迁的宽度之间的基态塞曼子级的氢原子放置在一个微米大小的金属腔，从低温延伸到室温的温度范围内。结果也为氘和氚。我们预测几十赫兹的超精细跃迁频率的变化，这可能是当今的磁共振装置测量。
2021-06-08 quant-ph
Theoretical Calculation of the Quadratic Zeeman Shift Coefficient of the 3P0 clock state for Strontium Optical Lattice Clock
从理论和实验上确定了锶原子3 P0钟态的二次塞曼位移系数。在理论上，我们在弱磁场近似下导出了~（88）Sr和~（87）Sr的3P_0钟态的二次塞曼位移的表达式。利用多组态Dirac-Hartree-Fock理论计算了二次塞曼位移系数。为了确定计算结果，在我们的~（87）Sr光晶格时钟中测量了3 P_0，F=9/2，MF=+/-9/2时钟态的二次塞曼位移系数。计算结果表明，~（88）Sr的C_2 =-23.38（5）MHz/T_2，~（87）Sr的3P_0，F=9/2，MF=+/-9/2时钟态与其它实验值和理论值，特别是最近最精确的测量值符合得很好。由于1 S 0，F=9/2，MF=+/-5/2- 3 P0，F=9/2，MF=+/-3/2跃迁被用作对磁场噪声不太敏感的另一个时钟跃迁，我们还计算了其他磁性状态的二次塞曼移位系数。
2022-01-08 physics.atom-ph quant-ph
Trap-induced ac Zeeman shift of the thorium-229 nuclear clock frequency
我们研究了寄生射频磁场对基于$^{229}$ Th $^{3+}$ [C. J. Campbell等人，物理修订信函108，120802（2012）]。射频磁场引起交流塞曼移位到时钟频率。正如我们所证明的，这种偏移可能成为时钟的主要系统频率偏移，超过其他系统频率偏移和时钟的预计系统不确定性。我们提出了抑制或消除这种转变的实际方法。
2023-03-08 physics.atom-ph quant-ph
Statistical properties of spectra in harmonically trapped spin-orbit coupled systems
我们计算了由二维变形谐振子势、Rashba自旋轨道耦合和塞曼项组成的单体哈密顿量的单粒子能谱。为了研究所获得的光谱作为变形，自旋轨道和塞曼强度的函数的统计特性，我们检查最近邻间距的分布。我们发现，这些分布的形状强烈依赖于三个潜在的参数。我们表明，在某些情况下，所获得的形状可以很好地近似与标准的泊松，布罗迪和维格纳分布。Brody和Wigner分布描述了不规则运动，有助于识别量子混沌系统。我们提出了一个特殊的选择变形和自旋轨道强度没有塞曼项，提供了一个公平的再现的四次方排斥维格纳分布。通过添加塞曼场，我们可以再现布罗迪分布，这是已知的描述泊松分布和线性维格纳分布之间的过渡。
2014-09-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonadiabatic Effects in Ultracold Molecules via Anomalous Linear and Quadratic Zeeman Shifts
异常大的线性和二次塞曼位移测量弱结合超冷$^{88}$ Sr $_2$分子附近的相互结合线渐近线。非绝热科里奥利耦合和长程分子势的性质解释了这种效应是如何产生的，并与分子的大小大致成立方关系。线性位移产生分子态的非绝热混合角。二次位移对附近相反的$f$奇偶态敏感，并表现出四阶校正，提供了最先进的\textit{ab initio}模型的严格测试。
2013-12-20 physics.atom-ph quant-ph
Comparing Zeeman qubits to hyperfine qubits in the context of the surface code: $^{174}$Yb$^{+}$ and $^{171}$Yb$^{+}$
许多用于量子计算的系统都拥有定义量子位之外的额外状态。在设计量子纠错码时，必须考虑量子比特子空间的泄漏。在这里，我们考虑拉曼跃迁操纵的捕获离子量子比特。塞曼量子比特不会遭受泄漏误差，但对一阶磁场敏感。超精细量子比特可以编码在对磁场不敏感的时钟状态中，但拉曼跃迁期间的自发散射可能导致泄漏。在这里，我们在表面码的上下文中比较塞曼量子位（$^{174}$ Yb $^+$）和超精细量子位（$^{171}$ Yb $^+$）。我们发现，如果磁场可以用小于$10$ $μ$ G的波动来稳定，则通过使用$^{174}$ Yb $^+$可以减少达到特定逻辑量子位误差所需的物理量子位的数量。
2018-04-16 quant-ph
Resolved Raman sideband cooling of a single optically trapped cesium atom
提出一种对磁场不敏感的分辨拉曼边带冷却方案，通过单一超精细态内双光子拉曼过程，在50毫秒内使82%的单光阱铯原子达到三维运动基态，提升了长期稳定性。
2024-01-01 physics.atom-ph quant-ph
High-fidelity trapped-ion quantum logic using near-field microwaves
我们在一个室温微制造离子阱中演示了一个由近场微波驱动的双量子位逻辑门。我们测量的门保真度为99.7（1）\%，这高于容错量子计算所需的最低阈值。使用由陷阱电极产生的微波磁场梯度，将门直接应用于$^{43}$ Ca $^+$“原子钟“量子比特（相干时间$T_2^*\approx 50\,\mathrm{s}$）。我们介绍了一种动态解耦门方法，它稳定了量子比特对波动的交流。塞曼位移，避免了需要零微波场。
2016-06-27 quant-ph
Conditional phase shifts using trapped atoms
我们描述了一个利用双光子与一个或多个辅助二能级原子系统的相互作用产生条件非线性相移的方案。利用高效的荧光搁置测量，在原子辅助体上诱导出条件场态变换。该方案具有近似确定性，对量子信息应用有明显的好处。
2002-08-26 quant-ph
Fast cooling of trapped ions using the dynamical Stark shift gate
本文提出了一种基于快速动态斯塔克位移门的囚禁离子激光冷却方案。由于这种冷却方法不包含非共振载流子跃迁，即使在行波光场中也实现了低的最终温度。所提出的方法可以在脉冲或连续模式下操作，并且也适用于在强磁场梯度中使用微波寻址的离子阱。
2006-07-27 quant-ph
Engineering magnetically insensitive qubits in metastable electronic D-states of trapped ions
IonQ, Inc.（IonQ公司）；Joint Quantum Institute and Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学联合量子研究所与物理系）；Infleqtion, Inc.（Infleqtion公司）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Keysight Technologies（是德科技）；Duke Quantum Center, Department of Electrical and Computer Engineering and Department of Physics, Duke University（杜克大学电气与计算机工程系、物理系及杜克量子中心）
本文通过实验在138Ba+原子的D_3/2能级中合成磁绝缘量子比特态，实现了相干操作，并展示了量子比特相干时间提升3倍，为量子计算和网络应用奠定基础。
2026-04-18 physics.atom-ph quant-ph
Imprinting a topological interface using Zeeman shifts in an atomic spinor Bose-Einstein condensate
我们建议使用空间控制的塞曼能量转移的超冷原子气体工程师之间的接口拓扑不同的区域。这为研究拓扑缺陷和纹理的界面物理提供了一种实验方法。以自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体为例，我们发现了旋量波函数，它代表了空间变化的塞曼位移引起的极性和铁磁区域之间的界面上连续连接的缺陷和纹理。通过数值能量最小化，我们表征的缺陷核心结构，并确定能量稳定性。所提出的技术可能在实验室中用于模拟复杂的界面物理现象，例如，在宇宙学和凝聚态的背景下，在均匀和晶格系统。
2014-05-23 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Trapped-Ion Quantum Logic Utilizing Position-Dependent ac Stark Shifts
我们提出了一个方案，利用位置相关的交流斯塔克位移做量子逻辑与囚禁离子。通过适当选择远离共振高斯激光束的方向、位置和大小以及功率和频率，可以将特定的交流斯塔克位移分配给各个离子，使它们在频率空间中可区分。与先前的基于全光的具有捕获离子的量子门相比，本方案使得能够单独寻址单个离子和选择性寻址用于双离子量子门的任何离子对，而不使用紧密聚焦的激光束。此外，与其他退相干源相比，由于非共振激发引起的退相干率可以忽略不计。
2002-06-19 quant-ph
Spin dynamics and structure formation in a spin-1 condensate in a magnetic field
研究了自旋为1的凝聚态在磁场中的动力学行为。首先，我们分析了齐次系统，其中的动力学可以理解在相空间中的轨道。我们解析求解的均匀系统的各种塞曼组件的人口的动态演化。这个结果，然后通过局部密度近似被应用到捕获准一维凝聚。我们的分析表明，在一个磁场中的陷阱系统的平均场和塞曼制度同时实现，我们认为，这两个区域之间的边界是自旋畴和相位缺陷的产生。我们提出了一种方法来实验调整这个边界的位置。
2009-06-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Vibrational Bloch-Siegert effect in trapped ions
当被囚禁的原子被弱激光照射时，非共振跃迁引起振动边带共振频率的移动。这些频移可以理解为单个能级的斯塔克位移，或者如这里所提出的，作为振动布洛赫-西格特位移，与通常的（射频或光学）布洛赫-西格特位移密切相关的效应，并且当不进行旋转波近似时与快速振荡项相关。显式的解析表达式推导和数值计算结果相比，通常和振动的布洛赫Siegert位移之间的相似性和差异也阐明。
2008-04-30 quant-ph
Lattice models with long-range and number-non-conserving interactions with Zeeman excitations of ultracold magnetic atoms
我们表明，塞曼激发的超冷Dy原子被困在一个光晶格可以用来工程扩展的哈伯德模型与可调的网站间和粒子数非守恒相互作用。我们发现，在这些晶格模型中的跳跃振幅和站点间的相互作用的比例可以在很宽的范围内调整通过转移到不同的塞曼状态的原子。我们建议使用由此产生的可控模型的直接粒子相互作用和粒子数非守恒项的安德森局域化的影响的研究。
2016-11-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Motional frequency shifts of trapped ions in the Lamb-Dicke regime
在激光驱动的囚禁离子中，当反冲频率远小于囚禁频率时（Lamb-Dicke区），一阶多普勒效应通常被忽略。这意味着中心的载流子激发带应该不受振动数变化的电子振动跃迁的影响。虽然这在Lamb-Dicke极限（无限紧约束）中是严格正确的，但振动跃迁在Lamb-Dicke区域中确实起作用。在本文中，我们量化的渐近行为，他们的效果相对于Lamb-Dicke参数。特别是，我们给出了解析表达式的频移，“拉”或“推”，产生的载流子吸收带的振动跃迁拉比和拉姆齐计划。这种转变被证明是独立的初始振动状态。
2007-07-09 quant-ph
Multimode Phonon-Number Measurement and Single-shot Superparity Measurement using Dispersive Shifts in a Trapped Ion
Seoul National University（首尔大学）；NextQuantum, Seoul National University（NextQuantum，首尔大学）
提出基于离子阱远失谐多模Jaynes-Cummings相互作用的色散位移框架，实现多模声子数测量和无损单次超奇偶测量（模2^k声子数测量），并实验演示单模模2、4、8的声子数测量。
2026-07-01 quant-ph
Observation of Zeeman shift in the rubidium D2 line using an optical nanofiber in vapor
本文报道了在直流磁场作用下，通过锥形光波导透射法观测到的~（85）Rb和~（87）Rb同位素D_2跃迁的塞曼频移（100 MHz量级）。分析了线偏振光在介质中的传播，将其看作是两个正交圆偏振方向σ+和σ-的叠加。在没有磁场的情况下，原子蒸气通过在电子束腰部的倏逝场对这些偏振的吸收是简并的。当平行于传播光施加弱磁场时，这种简并被解除，并且检测到共振频率的相对偏移。观察到1.6MHz/G和-2.0MHz/G的典型线性位移速率。我们还证明了二色性原子蒸气激光锁定线的形状，通过监测两个磁移吸收光谱的实时减法。这是特别有趣的磁光实验，因为它可以直接实现半导体激光器的频率稳定。
2013-05-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Vacuum-field level shifts in a single trapped ion mediated by a single distant mirror
远镜导致激光激发原子中真空诱导的能级移动。这种效应已经用距离单个被捕获的钡离子25厘米的单个镜子测量。这种色散作用是反射镜的耗散效应的对应物，该耗散效应已经在较早的时候被示出影响离子的自发衰变的变化[J. Reynner等人，Nature 413，495-498（2001）]。根据[U. Dorner和P. Zoller，Phys.Rev.A66，023816（2002）]。观察到的偏离简单的色散行为归因于多层次的影响。
2003-10-24 quant-ph
Experimental implementation of laser cooling of trapped ions in strongly inhomogeneous magnetic fields
本文展示了在强非均匀磁场中对分段线性 Paul 阱中囚禁的 $^{40}$Ca$^+$ 离子实现高效多普勒激光冷却，并利用塞曼效应位置依赖性绘制磁场图，为混合囚禁冷离子与中性分子实验及量子科学研究奠定基础。
2023-09-06 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Nuclear Zeeman Effect on Heading Errors and the Suppression in Atomic Magnetometers
航向误差主要是由非线性塞曼效应和方向相关光频移引起的。在这项工作中，我们发现，核塞曼效应也可以有一个显着的影响，特别是对于连续驱动的磁强计与未解决的磁过渡的航向误差。它不仅改变了进动频率，而且使航向误差变形并引起不对称性：具有相反螺旋度的泵浦激光器的航向误差是不同的。航向误差还取决于探测激光器与RF驱动磁场的相对方向（平行或垂直）。因此，可以设计磁力计的配置，并使其工作在较小的航向误差制度。为了抑制航向误差，我们的研究建议，从两个具有相反的螺旋度的激光器泵浦的原子细胞的输出进动频率和探测的激光器在正交方向（一个平行，另一个垂直于RF场）传播，而不是利用探测激光器在相同的方向上传播。由于核塞曼效应，后一种情况下的平均进动频率可以具有不可忽略的角度依赖性，而在前一种情况下，核塞曼效应引起的航向误差可以在很大程度上得到补偿，并且残差在1Hz以内。此外，对于实际应用，我们建议简单地利用一个小的磁场平行/反平行的泵浦激光器。通过调节该辅助磁场的大小，可以使航向误差在不同角度处变平，这可以提高磁强计在一定方位角处工作时的精度。
2021-12-18 quant-ph
Surface-electrode trap with an integrated permanent magnet for generating a magnetic-field gradient at trapped ions
我们报告的表面电极陷阱与SmCo磁铁安排在一个四极配置下的陷阱电极。因为磁铁和被捕获的离子之间的距离可以小到几百微米，所以在没有任何热管理的情况下产生大的磁场。使用单个捕获的$^{40}$ Ca $^+$离子在几个位置处的塞曼分裂来测量磁场梯度，并且获得36 T/m的场梯度。这样的场梯度对于产生状态依赖力是有用的，这对于使用射频或微波辐射的量子模拟和/或量子门操作是重要的。
2016-10-01 physics.atom-ph quant-ph
Resonant interaction of trapped cold atoms with a magnetic cantilever tip
利用带有磁性针尖的微悬臂梁激发了激光冷却囚禁Rb原子系综的磁共振。悬臂安装在一个多层芯片上，旨在捕获，冷却和磁性传输冷原子。通过测量磁阱的损耗观察到耦合，因为振荡的悬臂梁诱导原子中的塞曼态跃迁。将冷原子与机械设备连接起来，可以使探测和操纵原子自旋具有纳米空间分辨率和单自旋灵敏度，从而在量子计算、量子模拟或精密传感方面产生新的能力。
2015-03-26 physics.atom-ph quant-ph
State-insensitive wavelengths for light shifts and photon scattering from Zeeman states
本文研究含完整超精细与磁结构的失谐光散射，发现碱金属原子和碱土金属离子在特定“魔幻”失谐量下各Zeeman态响应近似一致，可抑制光散射导致的退相干。
2024-06-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Entanglement in the dispersive interaction of trapped ions with a quantized field
在色散区研究了囚禁离子与腔场之间的模模纠缠。我们展示了如何一个简单的高斯相干态和postselection的初始准备可以用来产生运动的非局部介观态（NLMS）涉及在不同的陷阱中的离子。我们还研究了N阱离子团簇的动态斯塔克位移引起的纠缠。在这种情况下，所有的纠缠都是由于斯塔克位移对离子运动状态的依赖性，表现为每个离子和场之间的交叉克尔相互作用。
2007-04-18 quant-ph
Spin waves and Collisional Frequency Shifts of a Trapped-Atom Clock
我们用空间非均匀脉冲激发自旋波，并研究了囚禁$^{87}$ Rb的芯片级原子钟的频移。超精细跃迁的密度相关频移模拟了费米子s波碰撞频移，包括光晶格钟的频移。当自旋极化在陷阱中振荡时，频移反转，并且取决于第二个拉姆齐脉冲的面积，表现出预测的超出平均场的频移。数值和分析模型说明了观察到的行为。
2012-07-04 physics.atom-ph quant-ph
Memory coherence of a sympathetically cooled trapped-ion qubit
我们证明了一个43 Ca+捕获离子的“记忆”量子位的交感冷却的40 Ca+“冷却剂”离子附近的两个轴向运动模式的基态，同时保持量子位的相干性。这是捕获离子量子计算机的重要组成部分。由于照射两种离子的冷却光，同位素位移足以抑制记忆量子位的退相干和相移。我们在10个边带冷却循环期间测量量子比特相干性，发现每个冷却循环的相干性损失为3.3%。该方法的自然极限是O（0.01%）失真每个冷却循环。
2008-10-06 quant-ph
Cooling Flexural Modes of a Mechanical Oscillator by Magnetic Trapped Bose-Einstein Condensate Atoms
本文从理论上研究了磁阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体原子（Rb ~（87））对机械振子弯曲模的冷却。这个机械振荡器的一端自由连接着一个小磁铁，产生一个振荡的磁场。当它的振荡频率与Rb 87原子的某些超精细塞曼能量相匹配时，被捕获的BEC原子被机械振荡器耦合出磁阱，从机械振荡器中窃取能量飞离磁阱。因此，降低了机械振荡器的模式温度。本文分析了用弯曲模的平均稳态声子数来测量机械振子稳态的模温。结果表明，在最佳的力学振子和囚禁BEC原子混合系统参数下，可以达到声子数小于1的基态。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement-based dc magnetometry with separated ions
我们证明了感测不均匀的直流磁场，通过采用纠缠被困离子，这是穿梭在一个分段的保罗陷阱。作为\textit{sensor states}，我们使用存储在不同位置的两个$^{40}$ Ca $^+$离子中编码的$\left|\uparrow\downarrow\right>+\text{e}^{\text{i}φ}\left|\downarrow\uparrow\right>$类型的Bell态。由于线性塞曼效应，相对相位$φ$用于测量组成位置之间的磁场差，而共模波动被拒绝。在$\text{S}_{1/2}$基态和$\text{D}_{5/2}$亚稳态中编码的传感器状态上的连续测量用于将交流塞曼移位与线性直流塞曼效应分离。我们测量的磁场差的距离高达$6.2~\text{mm}$，精度约为300 fT，灵敏度低至$12~\text{pT} / \sqrt{\text{Hz}}$，空间分辨率低至$10~\text{nm}$。为了在保持高动态范围的同时优化信息增益，我们实现了贝叶斯频率估计算法。
2017-04-06 quant-ph
Effect of AC-Stark shift in optical dipole trap on absorption imaging of trapped atoms
本文研究了光偶极阱中交流斯塔克位移（即光位移）对原子原位吸收探针成像的影响。本文计算了$^{87}$ Rb原子在光偶极阱（ODT）中与囚禁有关的各种能级的光移。ODT光束的空间变化强度导致位置相关的光位移（即AC斯塔克位移）。原子的能级的这种修改导致吸收截面的修改，这最终修改了在成像探测束的给定波长处的原位吸收成像中的光密度（OD）。为了解释光移现象，对实验观测到的光偶极云吸收像，估算了光偶极阱中原子的正确数目。原位成像和这项工作可用于估计捕获原子云蒸发冷却过程中从阱中的瞬时损失率。
2020-03-12 physics.atom-ph quant-ph
Precision frequency measurements with entangled states
我们展示了如何量子纠缠可以用于精确的频率测量与捕获的离子。特别是，我们展示了如何通过使用两个离子的最大纠缠态来抑制光学频率测量中的线性塞曼位移，即使单个离子没有任何与场无关的跃迁。此外，这种技术允许一个精确的测量小的外部场频率偏移，如电四极移，这是重要的离子钟实验。
2005-08-19 quant-ph
Mapping the absolute magnetic field and evaluating the quadratic Zeeman effect induced systematic error in an atom interferometer gravimeter
精确地计算二次塞曼效应引起的系统误差对研制原子干涉仪以达到该量级的精度是很重要的。本文报道了基于拉曼光谱的磁场测量的实验研究和二次塞曼效应引起的重力原子干涉仪（GAIN）系统误差的估算。讨论了喇曼持续时间和频率步长对磁场测量不确定度的影响，给出了矢量光移（VLS）和张量光移（TLS）引起的磁场测量偏差，测量了GAIN干涉仪腔内的绝对磁场，空间分辨率为12.8 mm，测量不确定度为0.72 nT，并对GAIN二次塞曼效应引起的重力测量误差进行了评估如.本文所述方法对于精确绘制真空中的绝对磁场和减小基于拉曼跃迁的精密测量（如原子干涉重力仪）中二次塞曼效应引起的系统误差具有重要意义。
2018-05-15 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Anomalous frequency shifts in a one-dimensional trapped Bose gas
我们考虑一维相互作用玻色子系统的两体共振。这个系统，这是弱相互作用，已知会产生有效的三粒子相互作用，其动力学类似于一个二维玻色气体与两体相互作用，并表现出相同的尺度异常。我们认为实验相关的情况下，谐波捕获系统。我们准确地解决了三体问题，并评估了最低压缩模式相对于偶极模式的频率的变化，发现异常的影响是增加模式的频率。我们还考虑了弱耦合制度的被困的多玻色子问题，并发现，在局部密度近似，最低压缩模式的频率也向上移动，在这个限制。此外，异常的频率偏移增强的粒子数的值，应该是实验上观察到的。
2019-02-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Comparison of Spontaneous Emission in Trapped Ion Multiqubit Gates at High Magnetic Fields
该研究理论分析强磁场下囚禁离子的光移门与莫尔默-索伦森门的自发辐射退相干，对比不同参数下的性能，给出最优条件与磁场依赖关系，并探讨可媲美现有水平的替代构型。
2023-04-28 physics.atom-ph quant-ph
In-Situ Differential-Light-Shift Cancellation for Trapped-Atom Clocks
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)（德国航空航天中心）
本文提出一种原位方法消除由光学囚禁场引起的差分光移，通过同时探测不同囚禁强度的原子团，利用Ramsey光谱测量并外推至零强度极限，实现无光移频率的确定，适用于铷原子在时间平均势中的验证。
2026-10-23 physics.atom-ph quant-ph
Dynamical Zeeman resonance in spin-orbit-coupled spin-1 Bose gases
我们预测了在自旋轨道耦合的自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体中，由外加线性和二次塞曼场驱动的动力学共振效应。假设玻色-爱因斯坦凝聚体初始化于塞曼子能级的叠加态，并受到俘获势的突然移动。结果表明，当塞曼场调谐到一定强度时，玻色-爱因斯坦凝聚体的时均质心振荡和自旋极化呈现出明显的共振峰.这种共振背后的基本物理可以追溯到不同自旋轨道状态所携带的动力学相位的异相干涉。通过对单粒子能谱的分析，将共振条件归结为一个简单的代数关系，将线性塞曼场和二次塞曼场的强度联系起来。这一性质在量子信息和量子精密测量中具有潜在的应用价值。
2020-07-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Microwave state transfer and adiabatic dynamics of magnetically trapped polar molecules
具有非零电子角动量的冷和超冷极性分子在量子化学和控制、新量子体系的研究以及精密测量等方面具有重要的意义。然而，在混合电场和磁场中，这些分子一般受到一个大的避免交叉之间的塞曼子级，在磁陷阱，这些交叉导致扭曲的电位和陷阱的电偏置场的损失。我们的特点是这些交叉的OH微波转移捕获的OH分子从上层|f; M = +3/2>奇偶校验状态到较低|e; +3/2>态，并观察了它们在外加偏置电场下的陷阱动力学。我们的观察是很好地描述了一个简单的朗道-齐纳模型，产生洞察力丰富的光谱和动力学的极性自由基在混合外场。
2011-08-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Contrast and phase-shift of a trapped atom interferometer using a thermal ensemble with internal state labelling
本文报道了用内态标记法对双阱Ramsey干涉仪的理论研究。我们考虑使用冷原子的热系综而不是玻色-爱因斯坦凝聚体来最小化原子相互作用的影响。为了在这种情况下保持令人满意的相干性水平，干涉仪的两个臂之间需要高度对称。假设分裂和复合过程是绝热的，我们从理论上推导了这种干涉仪在重力场或加速度场存在下的相移和对比度。我们还考虑使用一个“捷径绝热”协议，以加快分裂过程，并讨论这样的程序如何影响相移和对比度。我们发现，这两个程序导致相同形式的相移。
2016-06-20 physics.atom-ph quant-ph
Quadratic Zeeman effect and spin-lattice relaxation of Tm$^{3+}$:YAG at high magnetic fields
研究了$^{169}$ Tm $^{3+}$掺杂的Y $_3$ Al $_5$ O $_{12}$中$^3{\rm H}_6 \rightarrow \, ^3{\rm H}_4$跃迁的二次塞曼效应的各向异性，揭示了磁不等效位离子的位移范围从接近零到+ 4.69 GHz/T $^2$.这种大范围的位移被用来光谱解析不同的离子子集，并研究核自旋弛豫作为温度，磁场强度和取向的函数，在一个网站选择性的方式。自旋寿命在大磁场下迅速下降，揭示了直接声子吸收和发射对核自旋-晶格弛豫速率的微弱贡献。我们进一步证实了声子耦合强度的理论预测，发现比那些估计在过去的研究中的有限数量的类似晶体中的铥小得多的值。最后，我们观察到一个显着的-和意想不到的-磁场依赖性的双声子Orbach自旋弛豫过程中，在较高的场强，我们解释通过变化所产生的二次塞曼效应的电子能级分裂。
2016-08-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nonlinear phase shifts of light trapped in a two-component Bose-Einstein condensate
研究了一种在光子数态叠加态上产生非线性相移的方法。光通过电磁感应透明存储技术存储在玻色-爱因斯坦凝聚体中。利用原子碰撞产生存储态的非线性相移。存储的光，然后恢复与非线性相移imprinteduponit. We表明，这种方法可以被用来作为一个非线性符号门的制度，其中的Escheras-Fermi和平均场近似是有效的。我们测试这些近似使用现实的参数，并发现这些近似通过标准测试的有效性，在一个单一的组件冷凝。然而，对于这里考虑的双组分凝聚，我们发现这些条件是不够严格的。我们发现一组更强的条件，并显示相同的一组参数的近似是无效的。
2014-04-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Developing a field independent frequency reference by averaging over transitions to multiple hyperfine levels
我们表明，通过平均过渡到多个超精细水平，四极位移和主导塞曼效应完全取消时，核自旋，我，至少是一样大的总电子角动量，J.的平均频率，从而定义了一个频率参考，这是固有的独立外部磁场和电场梯度。我们使用Lu+来说明该方法，虽然该方法可以很容易地适应其他原子物种。这种方法实际上消除了许多时钟候选者的四极和塞曼移位考虑。
2014-11-03 physics.atom-ph quant-ph
Effective potential renormalization and polaronic mass shift in a trapped dynamical impurity-luttinger liquid system
最近用冷原子对一维相互作用玻色子液体中杂质运动的实验揭示了极化子杂质质量移动和光学势重正化之间有趣的相互作用。我们表明，外部陷阱的玻色气体的影响，导致一个陡峭的有效潜力的杂质。我们提出了一个框架，在该框架中，这种潜在的重整化和质量转移可以定量地理解相结合的半经典理论的密度波激发在Luttinger液体与非平衡形式主义的量子布朗粒子。所得的理论结果很好地再现了最近的实验数据。
2013-07-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Coherent Population Trapping of Electron Spins in a Semiconductor
在高纯度n型GaAs中，在强磁场作用下，我们可以分离出由中性施主束缚电子的两个塞曼态和束缚激子的最低塞曼态组成的λ系统。当该系统的双光子失谐量为零时，我们观察到激发态光致发光的明显下降，表明相干布居俘获态的产生。我们的数据与稳态三能级密度矩阵模型一致。GaAs中相干布居俘获的观察表明，这种和类似的半导体系统可以用于各种EIT型实验。
2007-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal spin-squeezing dynamics in spinor condensates
ENS de Lyon, Université Lyon 1, CNRS, Laboratoire de Physique（里昂高等师范学院，里昂第一大学，法国国家科学研究中心，物理实验室）；Institute of Physics PAS（波兰科学院物理研究所）
研究超冷旋量气体中大规模纠缠态的产生，利用旋量玻色 - 爱因斯坦凝聚体的固有自旋改变碰撞和二次塞曼频移，按单轴扭转模型产生可扩展自旋压缩，为纠缠基础研究和先进计量应用提供理论支持。
2026-07-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Critical temperature of trapped interacting bosons from large-N based theories
超冷原子提供了一个重要的多体问题的线索，关于玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的相互作用的依赖关系的转变温度$T_c$。然而，冷原子被困在谐波势和理论评估的$T_c$位移的捕获相互作用玻色气体是具有挑战性的。虽然先前的预测的领先阶移动已被证实，最近的实验表现出更高阶的校正超出了现有的平均场论。通过实现两个大N为基础的理论与局域密度近似（LDA），我们提取下一阶修正的$T_c$移位。首阶大N理论产生的结果与最新的实验数据定量不同。包含正常和反常密度场的首阶辅助场（LOAF）理论在弱相互作用区域精确地捕捉到了$T_c$位移。然而，LOAF理论显示出与LDA不相容的行为，并且迫使LDA导致陷阱轮廓中的密度不连续性。我们提出了一个基于LOAF理论的唯象模型，它修复了不相容性，并提供了一个预测的$T_c$转移在较强的相互作用制度。
2015-12-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Measuring magnetic fields with magnetic field insensitive transitions
磁测量是一种重要的工具，在许多应用中，如基础研究，材料表征和生物成像。原子磁力测量通常利用两个量子态，由于塞曼效应，两个量子态的能量差线性地依赖于磁场。磁场的评价从重复测量的两个塞曼状态之间的叠加的累积动态相位。在这里，我们提出了一种磁强计的方法，采用的时钟状态的能量，不依赖于，一阶，在磁场的大小的叠加。我们的方法利用了时钟态波函数对磁场方向的几何依赖性。我们提出了测量静态和时变磁场的详细方案，并分析了这些方法的灵敏度。我们发现，类似于塞曼为基础的方法，最小的可测量信号的比例与系统的相干时间，这对于时钟过渡通常是显着长于磁敏感过渡成反比。最后，我们在实验上证明了我们的方法对光学捕获的87Rb原子系综。
2019-02-06 physics.atom-ph quant-ph
Detecting dark matter using optically trapped Rydberg atom tweezer arrays
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；The University of Tokyo（东京大学）；Kyoto University（京都大学）；KEK（高能加速器研究机构）；Tohoku University（东北大学）；University of Toronto（多伦多大学）
本文提出利用瑞利德堡原子陷阱阵列探测波状暗物质的新方案，通过观察暗物质诱导的电场引起的激发来探测暗物质，利用磁场的塞曼和磁化率移位扫描暗物质质量，以暗光子暗物质为例展示其高灵敏度探测暗光子耦合强度和质量参数空间的能力。
2026-05-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Turning Zeeman splitting into switchable charge polarization in a double quantum dot
Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
该研究通过保对称格林函数运动方程方法，揭示均匀塞曼场可反转非对称开放双量子点的单电子电荷极化，确立了固定静电失谐下磁控电荷极化的机制。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mass-energy equivalence in harmonically trapped particles
精确理解被困粒子的动力学对于新生的量子技术至关重要，包括原子钟和量子模拟器。在这里，我们提出了一个框架，系统地包括量子效应所产生的质量，能量等效的谐波捕获系统。我们发现质能等效导致了与不同内能相关的谐振模的压缩、位移和频率的变化。该框架预测了新现象，特别是由于引力效应和所谓的时间膨胀位移之间的相互作用而产生的原子钟分数频移下限的存在。类似的效应也会出现在其他的俘获势中，特别是在周期晶格中，并且可能在多体系统和冷气体中的关联动力学和热化过程中发挥作用。
2019-06-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Scattering length determination from trapped pairs of atoms
描述了一种通过光谱学估算被囚禁原子对的有效散射长度的方法。该方法是利用简谐势阱中两个原子的碰撞相互作用使原子的能级发生移动的现象。位移量取决于相互作用的强度（即散射长度）。通过结合陷阱态能级的光谱和有效散射长度的合适模型，可以推断出对后者的估计。提出了两种测量陷阱谱的实用方法，并举例说明。分析了该方案的精度，给出了测量精度要求。
2005-05-13 physics.atom-ph quant-ph
Magic wavelengths for lattice trapped Rubidium four-level active optical clock
从$5s_{1/2}$基态抽运到$6p_{1/2}$态后，铷四能级主动光钟将建立$6s_{1/2}$和$5p_{1/2,3/2}$之间的布居数反转。本文计算了晶格俘获激光引起的交流斯塔克频移，它是晶格俘获铷原子四能级有源光钟时钟跃迁频移的主要原因。发现了几个能形成所需光晶格俘获势的魔波长。通过选择合适的俘获激光强度和线宽，估计了由俘获激光交流斯塔克位移引起的时钟跃迁的分数频率不确定度小于10^-18
2012-07-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Improved estimate of the collisional frequency shift in Al$^+$ optical clocks
在原子钟中，背景气体粒子和被捕获离子之间的碰撞可以微妙地改变时钟跃迁的频率。这种效应的校正中的不确定性对捕获离子钟的总系统不确定性预算有重要贡献。使用一个非微扰的分析框架，开发了这个问题，我们估计的频率偏移Al $^+$离子时钟由于与氦和氢的碰撞。我们的计算显着改善的碰撞频移系数的不确定性，并表明，Al $^+$的碰撞频移为零的不确定性。
2019-09-11 physics.atom-ph quant-ph
Measurement of magic-wavelength optical dipole trap by using the laser-induced fluorescence spectra of trapped single cesium atoms
基于多能级模型，计算了铯原子6S_（1/2）基态和6P_（3/2）激发态的塞曼态光位移，并计算了Cs原子6S_（1/2）F=4，mF=+4-6P_（3/2）F '= 5，利用囚禁Cs单原子的激光诱导荧光光谱，在实验上构造并表征了mF=+5跃迁.魔波长为937.7nm，在线性偏振的ODT激光束下，对6S_（1/2）F=4，mF=+4基态和6P_（3/2）F '= 5，mF=+5激发态产生几乎相同的光移。与自由空间中未受干扰的Cs_6S_（1/2）F=4，mF=+4-6P_（3/2）F ′ = 5，mF=+5跃迁频率相比，线偏振937.7nm ODT中的差分光位移小于0.7MHz，小于陷阱深度的1.2%。讨论了陷阱深度和偏置磁场对测量结果的影响。
2017-06-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
