Methods for measuring the electron EDM using ultracold YbF molecules
测量电子的电偶极矩（eEDM）是对标准模型之外的物理学的苛刻测试。我们描述了如何超冷YbF分子可用于提高精度的eEDM测量两到三个数量级。利用数值模拟，我们展示了如何结合磁聚焦，二维横向激光冷却，和频率啁啾激光减慢，可以产生一个强烈的，缓慢的，高度准直的分子束。我们展示了如何制作YbF分子的磁光阱以及如何将分子装入光晶格中。eEDM测量可以使用慢分子束或使用被捕获在晶格中的分子来进行。我们估计在每种情况下可以达到的统计灵敏度，并考虑如何减少噪声源，使散粒噪声的灵敏度极限可以达到。我们还考虑了系统的影响，由于磁场和矢量光的变化，以及如何控制它们。
2020-09-01 physics.atom-ph
Towards a new measurement of the electron's electric dipole moment
我们提出了一种新的测量电子电偶极矩的进展，使用一束YbF分子。目前采集的数据灵敏度为10^{-27} \sqrt{day}。e.cm
2005-09-20 physics.atom-ph
Ultracold molecules for measuring the electron's electric dipole moment
我们演示了一维亚多普勒激光冷却束的YbF分子到100 $μ$ K。这是使用超冷分子测量电子电偶极矩的关键一步。我们比较了磁辅助和极化梯度亚多普勒冷却机制的有效性。我们模拟实验，发现与我们的数据很好的协议。
2017-12-07 physics.atom-ph
Enhanced sensitivity of the electron electric dipole moment from YbOH: The role of theory
激光冷却多原子分子的前景为电子电偶极矩的研究开辟了一条新的途径。eEDM的上限将探索基本粒子标准模型之外的新物理。在这项工作中，我们报告的第一个理论结果的有效电场所经历的电子在YbOH，其分子电偶极矩，使用相对论耦合集群理论。我们比较这两个性质的YbOH与YbF，它也有一个单一的未占轨道的Yb离子。我们还提出了不同键角的有效电场的结果，这揭示了可以预期的灵敏度，从eEDM实验与YbOH。
2019-02-26 physics.atom-ph
$\mathcal{P}$,$\mathcal{T}$-odd Faraday rotation on atoms and molecules in intra-cavity absorption spectroscopy as an alternative way to search for the $\mathcal{P}$,$\mathcal{T}$-odd effects in nature
目前对电子电偶极矩（$e$ EDM）的限制是基于电子自旋进动的测量。我们提出了另一种方法--利用腔增强偏振方案结合分子（原子）束穿过腔，观察原子和分子在外加电场中的$\mathcal{P}$，$\mathcal{T}$ -奇法拉第效应。我们对Tl和Pb原子、PbF、YbF、ThO和YbOH的有效电场的计算和对拟议实验的理论模拟表明，目前对$e$ EDM的限制可以提高6-7个数量级。
2019-07-26 physics.atom-ph
Measuring the electric dipole moment of the electron in BaF
我们调查的优点的永久电偶极矩的电子（$e$ EDM）与氟化钡分子的测量，从而寻找CP破坏超出那些纳入粒子物理学的标准模型的现象。虽然BaF分子具有较小的增强因子的有效电场比其他分子在目前的研究中使用（YbF，钍和ThF $^+$），我们表明，竞争性的测量是可能的，通过结合斯塔克减速，激光冷却和强烈的主冷源BaF分子。由于BaF冷束中的相干作用时间较长，因此$e$ EDM的灵敏度为$5\times10^{-30}$ e $\cdot$ cm是可行的。我们描述了实现这一目标的基本原理、挑战和设想的实验方法。
2018-04-26 physics.atom-ph
New techniques for a measurement of the electron's electric dipole moment
电子的电偶极矩（eEDM）可以使用重极性分子以高精度测量。在本文中，我们报告了一系列的新技术，提高了统计灵敏度的YbF eEDM实验。我们增加了一个数量级的分子参与实验，使用精心设计的光泵浦方案。我们还增加了这些分子的检测效率的另一个数量级，使用光学循环方案。此外，我们还展示了如何使暗态不稳定并减少背景，否则会限制这些技术的效率。总之，这些改进使我们能够证明一天的测量后，$1.8 \times 10^{-28}$ e cm的统计灵敏度，这是散粒噪声限制的1.2倍。这里介绍的技术适用于其他高精度测量使用分子。
2020-03-06 physics.atom-ph
Prospects for measuring the electric dipole moment of the electron using electrically trapped polar molecules
重极性分子可以用来测量电子的电偶极矩，它是超越标准模型的物理学的灵敏探针。该值通过测量分子在垂直于外加电场的平面内的自旋旋进来确定。这种进动相干地演变的时间越长，测量的精度就越高。对于阱中的分子来说，这种相干时间确实可能很长。我们评估中性分子被电捕获的实验的灵敏度，并将其与分子束中的等效测量进行比较。我们考虑使用一个斯塔克减速器加载的陷阱从超声源，并计算YbF分子在强场寻求和弱场寻求状态的减速效率。在阱中保持1s的时间，统计灵敏度可以比在束实验中高10倍，如果阱可以从更大发射度的源加载，这可以进一步提高5倍。我们研究了由于在陷阱中的场的不均匀性的一些影响，并发现，旋转的电场方向，导致一个不均匀的几何相移，是一个敏感的陷阱为基础的测量的主要障碍。
2010-01-29 physics.atom-ph
Study of P,T-Parity Violation Effects in Polar Heavy-Atom Molecules
P，T-宇称不守恒（PNC）现象的研究对于物理学具有根本重要性。已经对TlF和YbF分子进行了研究PNC效应的实验，并且正在对PbO和PbF分子进行研究。为了解释分子PNC实验，有必要计算那些无法测量的分子性质。特别是，重原子核中的电子密度是解释测量数据的基本粒子的P，T奇性质或它们之间的P，T奇相互作用所必需的。核心特性（PNC效应、超精细结构等）的可靠计算，其由高度集中在原子核或原子核上的算子描述）通常需要精确地考虑重原子系统中的相对论效应和相关效应。本文讨论了重原子分子中PNC效应实验研究的一些基本问题和计算重原子分子电子结构的计算方法。后者包括广义相对论有效核势（GRECP）方法和在对分子进行二分量GRECP计算后对原子核中四分量旋量的正确形状进行非变分和变分单中心恢复的方法。计算了PbF、HgF、YbF、BaF、TlF和PbO分子中的有效P、T奇自旋转动哈密顿量的参数，说明了它们的有效性.
2005-06-04 physics.atom-ph physics.chem-ph
Zeroth order regular approximation approach to electric dipole moment interactions of the electron
本研究提出基于ZORA的准相对论双组分方法，结合cGHF与cGKS方案高效计算eEDM引起的P,T破缺相互作用，在重元素双原子自由基上验证了有效电场结果，证实仅显式处理Dirac旋量上分量即可准确描述相关纯相对论效应。
2017-03-09 physics.atom-ph physics.chem-ph
A robust limit for the electric dipole moment of the electron
电偶极矩构成了一种寻找新物理的竞争性方法，对新的CP破坏相特别敏感。考虑到这一领域以及更普遍的粒子物理学的实验和理论进展，出现了比通常使用的边界更可靠的边界的必要性。因此，我们提出了一种改进的提取的电子的电偶极矩和电子-核子耦合的相关系数，考虑到理论的不确定性和可能的取消，用于模型相关的分析。具体而言，我们在95% C. L. |d_e| <=0.14 10^{-26}e cm，与通常引用的YbF分子的结合非常相似，但以更保守的方式获得。此外，我们详细研究的前景进行改进，并推导出目前正在调查的几个顺磁系统的偶极矩的上限，即铯，铷和Francium。
2013-01-22 hep-ph physics.atom-ph
A Comparative Analysis of Non-relativistic and Relativistic Calculations of Electric Dipole Moments and Polarizabilities of Heteronuclear Alkali Dimers
在非相对论和四组分相对论框架下，利用耦合团簇理论分析了杂原子碱金属二聚体在基态下的分子电偶极矩和静电偶极极化率.电子相关性以及相对论效应的作用，证明了他们在不同层次的理论研究，其次是一个全面的治疗误差估计。我们比较我们得到的值与以前的非相对论计算，其中一些包括低阶相对论修正，以及与实验值，只要可用。我们发现，PDM是非常敏感的相对论效应相比，极化率，这方面可以解释长期存在的问题，实验值和理论结果之间的差异LiNa。我们发现，考虑相对论值的PDM显着提高各向同性范德华$C_6$系数的调查碱二聚体在以前报道的非相对论计算。偶极极化率对分子体积的依赖关系也被说明。
2019-10-17 physics.atom-ph
Electric dipole polarizabilities of alkali metal ions from perturbed relativistic coupled-cluster theory
本文用微扰相对论耦合集团理论计算了Na $^+$，$^+$，Rb $^+$，Cs $^+$和Fr $^+$单电离态原子的静电偶极极化率。计算中使用了Dirac-Coulomb-Breit哈密顿量和非虚拟对近似，并估计了Breit相互作用对静电偶极极化率的修正。
2012-12-24 physics.atom-ph
Electric dipole polarizability from perturbed Relativistic Coupled-Cluster Theory: application to Neon
我们发展了一种基于相对论耦合团簇理论的方法，将微扰相互作用引入到非对狄拉克-库仑原子哈密顿量中。该方法具有一般性，适用于多电子原子或离子中的任何微扰哈密顿量。利用微扰相对论耦合团簇（PRCC）理论，我们计算了氖的电偶极极化率$α$。线性化后的PRCC结果与实验值吻合得很好。然而，非线性PRCC的结果显示出较大的不确定性，但它是从早期的作品与观测一致。
2012-06-30 physics.atom-ph
Permanent Electric Dipole Moments of Alkaline Earth Monofluorides: Interplay of Relativistic and Correlation Effects
用相对论耦合团簇方法（RCCM）研究了碱土金属离子（BeF，MgF，CaF，SrF和BaF）X ~ 2 π +（ν = 0）电子基态的永久电偶极矩（PDM）中相对论效应和关联效应的相互作用.计算是使用双重、三重和四重zeta基组进行的，没有核心轨道被冻结。与文献中的其他计算和实验的结果进行了比较。详细讨论了这些分子的PDM中的相关趋势。
2015-10-07 physics.atom-ph
A new formulation of the relativistic many-body theory of electric dipole moments of closed shell atoms
闭壳层原子的电偶极矩对原子核中的宇称和时间反演破坏现象非常敏感。核的Schiff矩就是这样一种性质，它是由夸克-夸克相互作用的宇称和时间反演破坏以及夸克-色电偶极矩产生的。利用相对论耦合集团理论计算了原子$^{199}{\rm Hg}$的电偶极矩。这是迄今为止最准确的数量计算。结合实验数据，我们的计算为在基本粒子水平上研究P和T破坏耦合常数提供了重要的启示。此外，还提出了一个新的限制张量-赝张量诱导的原子EDM，使用相对论耦合集团理论计算。
2007-10-22 physics.atom-ph
Two-step method for precise calculation of core properties in molecules
重原子系统的核性质是由原子核中大量集中的算符描述的，如超精细结构和P，T-宇称不守恒效应，精确计算这些性质通常需要考虑相对论效应。不幸的是，完全相对论处理含有重元素的分子是非常消耗已经在计算和转换的阶段的两个电子积分与一组基本的四分量旋量。反过来，相对论有效实势（RECP）计算价（光谱，化学等）。由于RECP方法可以很好地处理分子价电子的相关性和相对论性效应，并大大减少了计算工作量，因此分子性质的计算是非常受欢迎的。原子核中的价分子旋量通常是平滑的，因此直接计算重核附近的电子密度是不可能的。本文讨论了在对分子进行二分量RECP计算后，对原子核中四分量旋量的正确形状进行非变分和变分单中心恢复的方法。它们的效率在重原子分子YbF，BaF，TlF和PbO的超精细结构和宇称不守恒效应的相关计算中得到了说明。
2004-09-15 physics.atom-ph physics.chem-ph
Enhancement factor for the electric dipole moment of the electron in the BaOH and YbOH molecules
多原子极性分子由于其有利的电子和振动结构，使得激光冷却、分子的完全极化和系统效应的减少成为未来研究时间反演和宇称对称性破坏的有希望的系统[I. Kozyryev和N.R. Hutzler，Phys，Rev. Lett. { \bf 119}，133002（2017）]。本文采用高精度相对论耦合团簇方法研究了三原子单氢氧化物分子BaOH和YbOH中电子电偶极矩（$E_\text{eff}$）的增强因子。两个系统的推荐$E_\text{eff}$值分别为6.65 $\pm$ 0.15 GV/cm和23.4 $\pm$ 1.0 GV/cm。我们比较我们的结果与类似的计算等电子双原子分子BaF和YbF，这是目前使用的实验搜索$P,T$奇数效应的分子。证明$E_\text{eff}$值非常接近，在双原子和三原子化合物之间的量值差在约1.5 $\%$以内。因此，BaOH和YbOH具有类似的电子电偶极矩增强，同时受益于实验优势，可以作为下一代实验的优秀候选者。
2019-01-08 hep-ph physics.atom-ph
Studies of the Electric Dipole Polarizability of $^{129}$Xe using the Relativistic Coupled Cluster and the Normal Coupled Cluster Methods
$^{129}$模型是研究反磁性原子中由于时间反演和宇称破坏而引起的电偶极矩的重要候选模型。从多体理论的观点出发，考虑到电偶极矩与极化率之间的相似性，我们用自洽的相对论耦合团簇方法和相对论正规耦合团簇方法对$^{129}$的基态极化率进行了严格的计算.这两种方法的结果相差2%，但每一种方法都与精确测量的$^{129}$基态极化率相差1%。我们的研究结果清楚地表明，这两种理论方法，我们已经在这项工作中，可以应用于在未来捕获电子相关效应的电偶极矩的$^{129}$晶体的高精度。
2018-04-16 physics.atom-ph
Relativistic calculations of molecular electric dipole moments of singly charged aluminium monohalides
本文利用Kramers-restricted相对论组态相互作用方法计算了单电荷铝单卤化物在X$^2Σ$基态的永久电偶极矩，并与Dirac-Fock结果及文献数据比较，分析了电子关联趋势。
2022-12-21 physics.atom-ph
Relativistic many-body calculations of electric-dipole matrix elements, lifetimes and polarizabilities in rubidium
用相对论全阶方法计算了Rb中ns-n ′ p、nd-n ′ p和6d-4f跃迁的电偶极矩阵元。三阶计算也进行了这些矩阵元素，以评估的重要性，高阶多体微扰理论的贡献。用全阶矩阵元计算了ns和np能级（n=6，7，8）和nd能级（n=4，5，6）的寿命，并与实验结果进行了比较，为这些能级的寿命提供了基准值。计算了铷原子ns态的动态极化率。所得的寿命和极化率值进行了比较与现有的理论和实验。
2003-07-10 physics.atom-ph
Relativistic Coupled-Cluster Study of Diatomic Metal-Alkali Molecules for Electron Electric Dipole Moment Searches
制备含有碱原子的超冷分子（例如，Li、Na和K）。基于超冷分子的这些研究进展，可以提出在超冷分子体系中寻找电子电偶极矩和标量-赝标量相互作用的新方法。在Dirac-Fock（DF）和相对论耦合团簇（RCC）水平上计算了SrA和HgA（A = Li，Na，K）分子的有效电场（Eeff）和S-PS系数（Ws）.我们详细阐述了以下几点：i）HgA中分子性质的基组依赖性，ii）SrA和HgA中Eeff和Ws的分析，以及与它们的氟化物和氢化物对应物的比较，iii）DF和相关RCC理论水平上的Ws与Eeff之比（Ws/Eeff）。
2019-03-27 physics.atom-ph
Electric quadrupole moment of the $5d^2 D_{3/2}$ state in $^{171}Yb^+$ : A relativistic coupled-cluster analysis
用相对论耦合团簇方法计算了$\mathrm{^{171}Yb^{+}}$的$5d^{2}D_{3/2}$态的电四极矩。早先对$\mathrm{^{88}Sr^{+}}$的4d $^2D_{5/2}$状态进行了类似的计算，这是迄今为止最准确的测定{[}PRL，\textbf{96}，193001（2006）]。目前对$\mathrm{^{171}Yb^{+}}$的电四极矩的计算得出一个值$2.157 ea_{0}^{2}$，其中实验值是$2.08(11)ea_{0}^{2}$ ; $a_{0}$是玻尔半径，$e$是元电荷。在本文中，我们详细讨论了我们的结果$^{171}{\rm Yb}^{+}$和突出的主导相关效应。我们已经提出了内核激发的效果和它们对电四极矩的贡献，电四极矩是一种对远离原子核的区域敏感的性质。
2007-10-19 physics.atom-ph
Magnetic-field-induced electric quadrupole moments for relativistic hydrogenlike atoms: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
本文考虑置于弱的、静态的、均匀的磁场中的狄拉克单电子原子。我们表明，在一阶的外部场的强度B，唯一的电多极矩，这是由原子中的微扰引起的，是那些偶数阶。利用广义Dirac-Coulomb Green函数的Sturmian展开[R. Szmytkowski，J.Phys.B30，825（1997）; 30，2747（E）（1997）]，我们导出了在任意离散能量本征态中原子中诱导的电四极矩的封闭形式的表达式。这个结果具有包含单位辐角的广义超几何函数3F 2的双重有限和的形式，与我们在原子基态中得到的关于该量的早期相对论公式一致。
2016-06-30 physics.atom-ph
Limits on the monopole magnetic field from measurements of the electric dipole moments of atoms, molecules and the neutron
在量子系统中，径向磁场会引起电偶极矩的时间不变性破坏。估算了Tl、Cs、Hg、Hg原子和中子的EDM。还估计了TlF、HgF和YbF分子的T，P奇相互作用$χ_e {\bf N} \cdot {\bf s}/s$和$χ_N {\bf N} \cdot {\bf I}/I$的常数$χ$（其中${\bf s}$（${\bf I}$）是电子（核）自旋，${\bf N}$是分子轴）的电场贡献。接触电场的最佳极限可以从Tl EDM的测量值获得。这种场的可能性产生的极化的真空带电磁单极子（双子）的库仑场进行了讨论，以及对这些双子的限制。另一种机制涉及QCD中的色磁场和色电场。
1996-07-16 atom-ph hep-ph physics.atom-ph
Limits on $CP$-violating hadronic interactions and proton EDM from paramagnetic molecules
分子（ThO，HfF $^+$，YbF，YbOH，BaF，PbO等）的顺磁基态或亚稳态激发态实验对接触半轻子相互作用的电子电偶极矩和耦合常数$C_{SP}$提供了强约束。我们计算了由于电子-核子相互作用引起的核子EDMs对$C_{SP}$的新贡献。这使我们能够改善顺磁分子对$CP$违反参数的实验限制，例如质子EDM、$|d_p|< 1.1\times 10^{-23} e\cdot $ cm、QCD真空角、$|\bar θ|<1.4\times 10^{-8}$以及夸克色-EDM和$π$ -介子-核子耦合。我们的结果也可用于寻找产生振荡$\barθ$的轴子暗物质。
2020-09-18 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Electric dipole polarizabilities of doubly ionized alkaline Earth metal ions from perturbed relativistic coupled-cluster theory
用微扰相对论耦合团簇（PRCC）理论计算了双电离碱土金属离子$\rm{Mg}^{2+}$，$\rm{Ca}^{2+}$，$\rm{Sr}^{2+}$，$\rm{Ba}^{2+}$和$\rm{Ra}^{2+}$的基态电偶极极化率$α$.在目前的工作中，我们使用的Dirac-Coulomb-Breit原子哈密顿量，我们还包括Uehling势，这是在真空极化校正的领先的订单项。我们研究的修正所产生的轨道能量的Uehling势的自洽场计算以及微扰。我们的结果$α$是在非常好的协议与实验数据，我们观察到的变化所产生的真空极化的轨道能量修正的性质，因为我们从$\rm{Mg}^{2+}$到Ra $^{2+}$。
2013-05-16 physics.atom-ph
Fock-space perturbed relativistic coupled-cluster theory for electric dipole polarizability of one-valence atomic systems: Application to Al and In
发展了一种基于Fock空间相对论耦合团簇理论的计算一价原子和离子电偶极极化率的方法。我们用这种方法计算了Al和In的基态和自旋轨道耦合激发态电偶极极化率。为了检验多电子波函数的质量，我们还计算了Al和In的一些低激发态的激发能。为了进一步提高$α$的计算精度，我们考虑了Breit相互作用以及Uehling势和自能的QED修正.我们推荐的两个原子的基态$α$值与以前的理论结果符合得很好。计算结果表明，Al（In）中65%以上的贡献来自于$3p$（$5p$）与$3d$（$5d$）和$4s$（$6s$）电子的偶极混合.最大的Breit和QED贡献分别为1.3%和0.6%。
2021-10-16 physics.atom-ph
Triple excitations in perturbed relativistic coupled-cluster theory and Electric dipole polarizability of groupIIB elements
我们用微扰相对论耦合团簇（PRCC）理论计算了Zn、Cd和Hg的电偶极极化率$α$。计算是使用Dirac-Coulomb-Breit哈密顿量和Uehling势结合真空极化修正完成的。在PRCC理论中，三重激发是微扰的，而在未微扰区，三重激发是非微扰的。我们的结果$α$，所有三个元素，是在极好的协议与实验数据。结果的另一个亮点是Breit相互作用的轨道能量修正。在文献中，我们只能得到Hg {E。Lindroth等人，J. Phys. B 22，2447（1989）}，并且与我们的结果几乎完全匹配。我们还提出了团簇振幅的线性化方程，包括三重激发，角因子。
2014-08-05 physics.atom-ph
Relativistic many-body calculations of energy levels, hyperfine constants, electric-dipole matrix elements and static polarizabilities for alkali-metal atoms
计算了Na，K，Rb和Cs的最低四个$ns, np_{1/2}$和$np_{3/2}$态的迁移能和超精细常数，以及Fr的n=7- 10态的迁移能和n=7和8态的超精细常数.计算是基于相对论单-双（SD）近似，其中的单和双激发的Dirac-Hartree-Fock（DHF）的波函数包括在所有的订单微扰理论。用SD波函数计算了重原子的去除能、电偶极矩阵元和静态极化率，但用SD波函数计算重原子的磁偶极超精细常数的结果较差.为了得到重原子超精细常数的精确值，我们在波函数中加入了部分三重激发。本计算提供了重新评估Cs和Fr中PNC振幅的基础。
1999-06-23 physics.atom-ph
Static electric multipole susceptibilities of the relativistic hydrogen-like atom in the ground state: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
在一阶微扰理论的框架下，研究了置于具有一定$2^{L}$极性的弱静电场中的狄拉克单电子原子的基态。广义Dirac-Coulomb Green函数的Sturmian展开[R. Szmytkowski，J.Phys.B30（1997）825，erratum：30（1997）2747]被用来导出原子的各种远场和近核静电多极子极化率的封闭形式的解析表达式。远场多极子极化率--极化率$α_{L}$、电磁交叉极化率$α_{\mathrm{E}L\to\mathrm{M}(L\mp1)}$和电磁环磁交叉极化率$α_{\mathrm{E}L\to\mathrm{T}L}$ --可以用一个或两个单位辐角的无限广义超几何函数${}_{3}F_{2}$表示.对应的近核多极极化率公式-电子核屏蔽常数$σ_{\mathrm{E}L\to\mathrm{E}L}$、近核电-磁交叉极化率$σ_{\mathrm{E}L\to\mathrm{M}(L\mp1)}$和近核电-环-磁交叉极化率$σ_{\mathrm{E}L\to\mathrm{T}L}$ -涉及终止${}_{3}F_{2}(1)$系列，并且对于每个$L$，可以用初等函数重写。精确的数值的远场偶极子，四极，八极和hexadecapole的磁化率提供选定的类氢离子。分析准相对论近似，有效的$αZ$，其中$α$是精细结构常数和$Z$是核电荷数的第二顺序，推导…
2016-02-01 physics.atom-ph
Relativistic Normal Coupled-cluster Theory Analysis of Second- and Third-order Electric Polarizabilities of Zn I
我们提出了精确的值的基态的Zn由于二阶偶极和四极相互作用，并由于三阶偶极-四极相互作用的电极化。这些数量的线性响应理论框架中进行评估，采用相对论版本的正常耦合簇（NCC）方法。计算的偶极极化率值进行了比较，与现有的实验和其他理论结果，包括那些使用普通的耦合团簇（CC）的方法在有限场和期望值的评估方法。我们还提供了一个长期的比较，从我们的CC和NCC计算的贡献，以显示这两种方法的结果的差异。此外，我们提出的结果，从其他低阶方法来了解电子相关效应的作用，在上述数量的确定。一个基于机器学习的计划，以产生优化的原子计算的基函数的开发和应用。从偶极极化率结果的分析，四极和三阶极化率的计算值的准确性是确定的，目前没有实验值。
2022-06-22 physics.atom-ph
Fock space relativistic coupled-Cluster calculations of Two-Valence Atoms
本文发展了一种适用于二价原子系统的全粒子Fock空间相对论耦合团簇方法。然后，我们描述了一个计划，采用耦合集团波函数计算原子的性质。在此基础上计算了Sr、Ba和Yb的激发能、磁超精细常数和电偶极矩阵元。计算了Sr $^+$、Ba $^+$和Yb $^+$的电四极HFS常数和电偶极矩阵元。对于这些，我们使用的一价耦合团簇波函数作为一个中间的二价计算。计算了Yb $^+$的磁偶极超精细常数。
2010-09-29 physics.atom-ph
Application of General-order Relativistic Coupled-cluster Theory to Estimate Electric-field Response Clock Properties of Ca$^+$ and Yb$^+$
本文利用广义相对论耦合簇理论计算Ca$^+$和Yb$^+$钟态的电偶极极化率、四极矩和四极极化率，揭示三重激发电子关联效应对提高精度并接近实验结果的关键作用。
2025-02-10 physics.atom-ph
Reevaluation of the nuclear electric quadrupole moment for 87Sr by hyperfine structures and relativistic atomic theory
87 Sr核的核电四极矩值与推荐值[N. J. Stone，At. Data Nucl. Data Table 111-112，1（2016）; P. Pyykko，Mol. 116，1328（2018）]和早期的结果[例如A. M. Matenson-Pendrill，J. Phys. B：At.摩尔35，917（2002）; K. Z. Yu等人，A 70，012506（2004）]。利用电子在原子核产生的电场梯度，结合中性Sr原子5s 5 p 3 P 1，2态的超精细结构的实验值，我们报道了一个新的值Q（~（87）Sr）= 328（4）mb.在多组态Dirac-Hartree-Fock理论框架下，系统地考虑了电子关联，使电场梯度的不确定性控制在1%左右.本文结果与推荐值不同，但与Matenson-Pendrill和Yu等人的结果非常一致。我们推荐目前的Q值作为87 Sr的参考值。
2019-06-20 physics.atom-ph
Mercury Monohalides: Suitability for Electron Electric Dipole Moment Searches
重极性双原子分子是寻找T-破坏电子永久电偶极矩的主要工具。由于相对论相互作用，某些分子中的价电子会经历极大的有效电场。这些大的有效电场对于基于极性分子的eEDM搜索实验的成功至关重要。在这里，我们报告的结果相对论从头计算的有效电场在一系列的分子是高度敏感的eEDM，卤化汞（氟化汞，氯化汞，溴化汞，碘化汞）。我们研究了卤素阴离子对有效电场的影响，并确定HgBr和HgI作为未来电偶极矩搜索实验的感兴趣的候选者。
2014-10-20 physics.atom-ph
Magnetic-dipole-to-electric-quadrupole cross-susceptibilities for relativistic hydrogenlike atoms in some low-lying discrete energy eigenstates
本文给出了狄拉克单电子原子与一个点状无自旋静止电荷核$Ze$的磁偶极-电四极交叉极化率（$χ_{\textrm{M}1 \to \textrm{E}2}$）的列表数据。氢原子（$Z=1$）和具有$2 \leqslant Z \leqslant 137$的类氢离子的这种磁化率的数值是根据我们最近导出的一般分析公式计算的[P. Stefa{Escherichia}ska，Phys. Rev. A 93（2016）022504]，对任意离散能量本征态有效。在这项工作中，我们提供了30个表格，其中包括基态的$χ_{\textrm{M}1 \to \textrm{E}2}$值，以及第一、第二和第三组激发态的值（即：2s $_{1/2}$、2p $_{1/2}$、2p $_{3/2}$、3s $_{1/2}$、3p $_{1/2}$、3p $_{3/2}$、3d $_{3/2}$、3d $_{5/2}$、4s $_{1/2}$、4p $_{1/2}$、4p $_{3/2}$，4d $_{3/2}$，4d $_{5/2}$，4 f $_{5/2}$和4 f $_{7/2}$）类氢原子计算中使用的精细结构常数的倒数值为$α^{-1}=137.035 \: 999 \: 139$，取自CODATA 2014。
2016-11-07 physics.atom-ph
Generalized Relativistic Effective Core Potential Method: Theory and calculations
在用形状一致的相对论有效核势（RECP）计算重原子分子时，只对原子价和一些外核壳层进行显式处理，在原子核区域对旋量的形状进行平滑处理，并将四分量旋量中的小分量排除在计算之外.因此，计算工作量可以大大减少。然而，在标准的无节点径向局部RECP版本的框架中，任何试图将显式处理的电子的空间扩展超过一定限度的尝试都不会提高计算的准确性。这些（无节点）RECPs引起的误差范围可达2000 $cm^{-1}$，甚至对于许多应用不能令人满意的最低激发，解离能和跃迁能的误差也更大。此外，由于核区轨道的光滑化，直接计算重核附近的电子密度、超精细结构以及其它奇异算符的矩阵元等性质是不可能的。在本文中，如何克服这些缺点的RECP方法进行了讨论。本文研究了作者提出的RECP方法在原子和TlH、HgH分子的许多精确计算中的发展。本文应用重原子核电子结构的非变分恢复技术，计算了PbF、HgF、BaF和YbF分子中P，T奇自旋转动哈密顿量参数，包括破坏空间反演（P）和时间反演不变性（T）对称性的弱相互作用项。
2000-08-18 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Permanent Electric Dipole Moment of Strontium Monofluoride as a Test of the Accuracy of a Relativistic Coupled Cluster Method
用相对论耦合团簇方法计算了一氟化锶分子X2 π +电子基态的永久电偶极矩。并将所得结果与其它计算结果和实验结果进行了比较。不同物理效应产生的个别贡献呈列。所得结果表明，相对论耦合集团方法在本工作中使用的是能够得到准确的结果的永久电偶极矩的分子，相对论效应不能忽略。
2014-10-13 physics.atom-ph physics.chem-ph
Relativistic Theory of the Electric Dipole Moment of an Atom due to the Electric Dipole Moment of an Electron
提出了由电子电偶极矩引起的顺磁原子电偶极矩的相对论理论。采用相对论耦合团簇方法，在Fr中加入各级剩余库仑相互作用和一级弱宇称及时间反演破坏相互作用，得到了原子的EDM相对于电子的EDM的增强，讨论了不同关联效应的变化趋势和不同物理态的主导贡献.我们的结果与目前正在进行的Fr EDM的结果相结合，有可能探索基本粒子物理标准模型（SM）的有效性。
2009-04-30 physics.atom-ph physics.chem-ph
Accurate calculations of magnetic dipole and electric quadrupole hyperfine coupling constants of 6 P_{3/2} state of Cesium atom : A Relativistic Coupled Cluster approach
用相对论耦合团簇（RCC）方法计算了^{133} Cs（I= {7/2}）6 P_{3/2}态的磁偶极和电四极超精细耦合常数.据我们所知，对于^{133} Cs（6 P_{3/2}）态，没有先前的电四极超精细CC计算。计算得到的磁偶极子（A）和电四极子（B）的耦合常数与实验符合得很好。
2004-06-18 physics.atom-ph physics.comp-ph
Trapped ion emulation of electric dipole moment of neutral relativistic particles
高能物理的标准模型及其各种扩展都预言了各种中性基本粒子（如中子、中微子、某些假想的暗物质粒子等）的电偶极矩的存在，但预言值都超出了现有的实验能力。本文提出用扩展的Dirac方程模拟离子阱中中性相对论粒子的电偶极矩及其在静电场作用下的效应。
2012-09-06 physics.atom-ph quant-ph
Electric Dipole Moments and Static Dipole Polarizabilities of Alkali--Alkaline-Earth Molecules: Non-relativistic versus relativistic coupled-cluster theory analyses
在非相对论和四分量自旋自由相对论理论框架下，采用有限场耦合团簇方法，对碱金属-碱土金属（Alk-AlkE）二聚体的电偶极矩和静电偶极极化率进行了理论分析.为了进行严格的比较分析，我们考虑那些Alk-AlkE分子由最轻到中重的组成原子（Alk：Li到Rb和AlkE：Be到Sr）组成。我们目前的行为的电子相关效应以及相对论效应与分子的大小。通过对几个典型分子的不同形式的哈密顿量、基组和微扰参数的分析，我们推断出了所研究的Alk-AlkE分子的与上述量无关的性质。我们还将Alk-AlkE分子的平均极化率与它们的PDM以及相应的Alk和AlKE原子的原子序数和极化率联系起来，给出了经验关系式，这些经验关系式可以用来粗略估计其它较重的Alk-AlkE分子的平均极化率。最后给出了我们推荐的结果，并与文献值进行了比较。
2022-03-14 physics.atom-ph physics.chem-ph
Electric dipole polarizability of alkaline-Earth-metal atoms from perturbed relativistic coupled-cluster theory with triples
用微扰相对论耦合团簇（PRCC）理论计算了碱土金属原子的电偶极极化率。在相对论耦合团簇（RCC）理论中，我们采用了Dirac-Coulomb-Breit原子哈密顿量，并考虑了三重激发。与三重激发集群运营商的理论问题进行了详细描述，我们也提供了详细的计算实现。PRCC的理论结果与实验和以前的理论结果是一致的。然后，我们强调考虑碱土金属原子的Breit相互作用的重要性。
2014-01-15 physics.atom-ph physics.comp-ph
Lasercooled radium monofluoride: A molecular all-in-one probe for new physics
使用双原子分子一氟化镭（RaF）作为一个多功能的分子探针的物理超越标准模型的特殊优势被突出。i）RaF先前被认为可能适合于用激光直接冷却。如在本工作中所示，RaF的能量最低的电子激发态是${}^{2}Π$对称性（与BaF相反），使得没有低洼的${}^{2}Δ$状态阻止有效的光学冷却循环。（2）计算了RaF电子基态中作用于未成对电子的有效电场，得到了对电子电偶极矩（eEDM）的最佳限制。（3）在外加磁场中，存在着相反宇称的自旋转动能级的有利交叉，这对于测量带有价中子的原子核的原子核重极矩是很重要的。因此，RaF目前似乎是最有吸引力的候选人之一，调查宇称奇，以及同时宇称和时间反转奇相互作用在分子物理领域。
2020-05-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Magnetic field-induced electric quadrupole moment in the ground state of the relativistic hydrogen-like atom: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
本文考虑置于弱的、静态的、均匀的磁场中的狄拉克单电子原子。我们证明，在扰动场强度$B$的一阶下，原子基态中由场诱导的电多极矩是唯一的四极矩。利用广义Dirac-Coulomb Green函数的Sturmian展开[R. Szmytkowski，J.Phys.B30（1997）825; erratum 30（1997）2747]，我们导出了感应电四极矩的封闭形式的表达式。结果包含单位辐角的广义超几何函数$_{3}F_{2}$。其他作者基于原子的非相对论模型的早期计算，预测了在低场区域感应电四极矩对$B$的二次依赖性。
2011-10-29 physics.atom-ph physics.chem-ph
Molecular electric dipole moments: from light to heavy molecules using a relativistic VQE algorithm
本文将 VQE 算法扩展到相对论框架，在 12 量子比特活性空间内对 BeH 至放射性 RaH 等单价电子双原子分子进行量子模拟，获得基态能量和永久电偶极矩，并分析关联趋势与计算精度。
2023-04-11 physics.atom-ph quant-ph
In search of the electron electric dipole moment: relativistic correlation calculations of the P,T-violation effect in the ground state of HI$^+$
本文报道了HI $^+$阳离子基态电子有效电场E_eff的从头计算结果。这个值是解释所建议的寻找电子电偶极矩的实验所必需的。采用广义相对论有效核势、Fock空间相对论耦合团簇单、双团簇振幅和自旋轨道直接组态相互作用方法，对碘核四分量波函数进行了非变分单中心恢复.通过耦合簇方法计算的E_eff值为E_eff=0.345 \times 10^{24}Hz/e*cm。组态相互作用研究给出E_eff=0.336 \times 10^{24}Hz/e*cm（我们的最终值）。阐明了HI $^+$中的化学键结构和对E_eff的贡献，并且我们的值与Ravaine等人的物理评论Lett.，94，013001（2005）中进行了解释。
2005-07-25 physics.atom-ph physics.chem-ph
Electric and magnetic dipole shielding constants for the ground state of the relativistic hydrogen-like atom: Application of the Sturmian expansion of the generalized Dirac-Coulomb Green function
广义Dirac-Coulomb Green函数的Sturmian展开[R. Szmytkowski，J. Phys. B 30（1997）825; erratum 30（1997）2747]导出了具有点状无自旋电荷核$Ze$的相对论类氢原子的基态的电（$σ_{\mathrm{E}}$）和磁（$σ_{\mathrm{M}}$）偶极屏蔽常数的闭合表达式。发现$σ_{\mathrm{E}}=Z^{-1}$（应该是）和$$σ_{\mathrm{M}}=-(2Zα^{2}/27)(4γ_{1}^{3}+6γ_{1}^{2}-7γ_{1}-12) /[γ_{1}(γ_{1}+1)(2γ_{1}-1)],$$，其中$γ_{1}=\sqrt{1-(Zα)^{2}}$（$α$是精细结构常数）。$σ_{\mathrm{M}}$的这个表达式与其他几位作者使用其他分析技术获得的早期发现一致，并且与最近由Cheng \emph{et al.} [J. Chem. Phys. 130（2009）144102]提出的另一个表达式相比是基本的，该表达式涉及欧拉伽马函数的无穷级数的比率。
2011-02-18 physics.atom-ph physics.chem-ph
A Relativistic Many-Body Analysis of the Electric Dipole Moment of $^{223}$Rn
本文报道了我们对$^{223}$ Rn的电偶极矩$d_A$（EDM）、核Schiff矩（NSM）与原子电子的相互作用以及电偶极极化率$α_d$的{ \it ab initio}相对论多体计算结果.我们的相对论随机相位近似（RPA）的结果是远远大于那些低阶相对论多体微扰理论（MBPT）和结果的基础上的相对论耦合团簇（RCC）方法与单双激发（CCSD）是最准确的，我们已经考虑到的所有三个属性的日期。我们从T-PT相互作用中得到了$d_A = 4.85(6) \times 10^{-20} < σ> C_T \ |e| \ cm$，从NSM相互作用中得到了$d_A=2.89(4) \times 10^{-17} {S/(|e|\ fm^3)}$和$α_d=35.27(9) \ ea_0^3$。前两个结果与$^{223}$ Rn EDM的测量值结合起来，可以得到T-PT耦合常数、夸克的EDM和色EDM以及$θ_{QCD}$参数的最佳极限，从而为预测CP破坏的轻夸克模型和超对称模型提供线索.
2014-10-20 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Relativistic Normal Coupled-Cluster Theory for Accurate Determination of Electric Dipole Moments of Atoms: First application to $^{199}$Hg atom
最近的相对论耦合团簇（RCC）计算的反磁原子的电偶极矩（EDM）由于宇称和时间反演违反（P，T-odd）的相互作用，这是探索新的物理超越粒子相互作用的标准模型的重要组成部分，与以前的理论结果有很大的不同。因此，有必要对这些结果的有效性进行独立测试。鉴于此，我们将正态耦合团簇（NCC）方法扩展到相对论范围，同时考虑静电相互作用和P，T奇相互作用，计算原子的EDM，以克服普通RCC方法的缺点。这种新的相对论方法已被应用到$^{199}$汞，目前有一个较低的EDM限制比任何其他系统。我们的相对论NCC和自洽RCC计算的结果的EDM该原子被发现是接近的。这两个结果之间的差异，一方面和以前的计算的其他阐明。此外，该原子的电偶极极化率，这与EDM的计算相似，评估和它的测量值是非常好的协议。
2018-01-22 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Relativistic many body theory of the electric dipole moment of $^{129}$Xe and its implications for probing new physics beyond the Standard Model
采用自洽和正规相对论耦合集团方法，对由核Schiff矩（NSM）和电子-核张量-赝张量（T-PT）相互作用引起的$^{129}$电子的时间反演和宇称破坏电偶极矩（EDM）进行了理论研究.强调了重要的多体效应，并明确提出了它们的贡献。通过估计三重激发和Breit相互作用的贡献，确定了相关性和相对论效应计算中的不确定性，NSM和T-PT相互作用的贡献分别为0.7%和0.2%。我们目前工作的结果与改进的实验限制相结合，$^{129}$ EQUIPEDM在未来将收紧对强子CP破坏量的约束，这可能会提供重要的见解，新的物理超越标准模型的基本粒子。
2019-08-12 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
A Relativistic Version of the Two-Level Atom in the Rest-Frame Instant Form of Dynamics
我们定义了一个相对论版本的二能级原子，其中一个扩展的原子被替换为一个点粒子携带适当的格拉斯曼变量的描述的二能级结构和电偶极子。在将电偶极表象中的“原子加电-磁场“的孤立系作为参数化Minkowski理论进行研究后，给出了它对惯性静止系的限制和Poincaré生成元的显式形式.量子化后，我们得到一个自旋为1/2电偶极子的二能级原子和Rabi和Jaynes-Cummings模型的哈密顿量的相对论推广。
2011-07-08 hep-th math-ph math.MP
