Radiative QED corrections to one-photon transition rates in hydrogen atom at finite temperatures
在有限温度QED理论框架下,研究了热辐射对氢原子自发单光子跃迁速率的修正。辐射单圈自能修正描述在热的情况下。导出了$ 2p $态自发衰变率的封闭解析表达式,并进行了数值计算。热辐射修正的主导地位,自发Ly $_α $衰变率超过普通诱导跃迁率温度$ T < 6000 $ K的证明。
2020-02-08 physics.atom-ph
QED theory of the nuclear recoil effect on the atomic g factor
本文建立了原子g因子在αZ中各阶和在m/M中一阶的核反冲效应的量子电动力学理论。导出了类氢原子束缚电子g因子反冲修正的α Z依赖关系式。利用该公式计算了类氢原子任意态束缚电子g因子的反冲修正,其量级为(αZ)^2 m/M。
2001-06-01 physics.atom-ph
A QED Functional Formulation of Relativistic Many-Body Perturbation Theory in Atoms
Max Planck Institute for Nuclear Physics(马克斯·普朗克核物理研究所)
该研究从QED的两粒子不可约有效作用量出发推导原子的RMBPT,构建关联与辐射修正的图示框架,推导并数值评估补充传统RMBPT的一阶横向光子交换QED修正。
2026-10-16 physics.atom-ph
Multiple Thresholds and Many-Atom Dynamics in the Cavity QED Microlaser
本论文描述了一个多原子同时存在且原子与腔相互作用明确的腔QED微激光器的研究。发现微激光器显示多个阈值,类似于腔场的一阶相变。观察到作为原子-腔失谐量和原子数的函数的滞后。数据进行了比较与速率方程模型和完全量子化处理的基础上微脉泽理论。当腔与最可几速度的原子共振时,理论和实验之间有很好的一致性,但亚稳态的长寿命排除了观察到真正的稳态转变点。对于非零原子腔失谐的微激光器显示加宽和位移,这是尚未很好地理解。通过量子轨迹模拟研究了微激光器中的多原子效应和有限渡越时间效应。我们表明,在很宽的参数范围内的多原子微激光尺度与单原子理论,由于腔衰减在原子渡越时间的光子统计的扰动。
2004-12-31 physics.atom-ph
Bound-state QED solutions of the photons off-shell propagating behavior in atoms
我们利用束缚态QED的S-矩阵形式研究了光子-原子散射。我们发现,费曼图中描述离壳层束缚电子传输的内部线条,唯象地提供了光子在原子中传输的离壳层振幅。我们的工作建立了束缚态QED中费曼传播子的性质与光在原子介质中的超光速但偶然的传播行为之间的联系。我们还研究了束缚态QED与量子光学中广泛应用的光-原子相互作用模型之间的关系,给出了只有束缚态QED成立的实验条件。
2011-11-22 physics.atom-ph physics.optics
Model operator approach to the Lamb shift calculations in relativistic many-electron atoms
本文发展了一种计算相对论多电子原子系统QED对能级修正的模型算符方法。模型Lamb位移算子由局部势和非局部势之和表示,这些势是用类H波函数的单圈QED算子的对角和非对角矩阵元的从头计算结果定义的.该模型算子可以很容易地包含在任何计算的基础上的狄拉克-库仑-布赖特哈密顿。通过对多电子原子和离子中兰姆位移的模型QED算符计算结果与精确QED计算结果的比较,证明了该方法的有效性。
2013-05-27 physics.atom-ph
QED theory of the normal mass shift in few-electron atoms
在严格QED方法的框架内,考虑了$1/Z$中的电子-电子相互作用对原子和离子结合能的核反冲效应的单电子部分的一阶修正。对类氦离子的$1s^2$态和类锂离子的$1s^2 2s$和$1s^2 2p_{1/2}$态在$Z=5$ - $100$范围内进行了$αZ$中所有阶的计算。所得结果与Breit近似值进行了比较。计算完成了$1/Z$中一阶QED核反冲效应的系统处理。得到的修正与先前研究的两个电子的部分,以及更高阶的电子相关修正Breit近似内评估得到的总的理论预测的质量位移相结合。
2020-03-24 physics.atom-ph
QED theory of the specific mass shift in atoms
本文提出了一种量子电动力学方法,用以处理$1/Z$中电子间相互作用对原子和离子结合能的两电子反冲效应的一级修正。在$Z=5-100$范围内,用$αZ$非微扰方法计算了类氦离子中$1s^2$态和类锂离子中$1s^2 2s$和$1s^2 2p_{1/2}$态的能量.研究了在最低相对论近似下,随着$Z$的生长,核反冲效应的两电子部分的行为。
2019-06-10 physics.atom-ph
Atomic structure calculations of helium with correlated exponential functions
综述了氦原子能级的量子电动力学(QED)计算方法。计算从薛定谔方程的解开始,并通过精细结构常数$α$的微扰展开来考虑相对论和QED效应。非相对论波函数表示为基函数的线性组合,依赖于所有三个粒子间的径向距离,$r_1$,$r_2$和$r = |\vec{r}_1-\vec{r}_2|$。选择的指数基函数的形式$\exp(-αr_1 -βr_2 -γr)$,使我们能够构建一个准确和紧凑的表示的非相对论波函数,并有效地计算矩阵元素的众多奇异运营商代表相对论和QED的影响。对$α^5m$阶(其中$m$是电子质量)的主要QED效应的计算与高阶$α^6m$和$α^7m$ QED效应的系统处理是互补的。
2021-07-13 physics.atom-ph
QED theory of the multiphoton cascade transitions in atoms
发展了原子和离子多光子级联跃迁的QED理论。这一理论允许的过程的准确描述重要的天体物理学研究的宇宙学氢复合。特别是考虑了$ 3s\rightarrow1s+2γ$、$ 4s\rightarrow1s+2γ$和$ 3p\rightarrow1s+3γ$过程,并解决了文献中存在的一些争议。
2012-04-11 astro-ph.CO physics.atom-ph
Laser spectroscopy of simple atoms and precision tests of bound state QED
本文简要介绍了束缚态QED的精确测试方法,并着重介绍了激光光谱学作为这些测试的合适工具。我们特别考虑不同的精度测试的束缚态QED理论的基础上的光学跃迁的激光光谱在氢,μ和正电子素和相关的实验。
2000-08-23 hep-ph physics.atom-ph
QED self-energy contribution to highly-excited atomic states
本文给出了用量子电动力学(QED)预言的类氢离子(核电荷$60 \le Z \le 110$)在高角动量($5/2\le j \le 9/2$)的$n=3$、4或5能级上的电子的自能位移的数值。应用包括精确的跃迁能量的预测和原子和离子的外壳结构的研究。
2001-05-05 physics.atom-ph physics.comp-ph
Manipulating nanoscale atom-atom interactions with cavity QED
本文从理论上探讨了利用腔量子电动力学(CQED)对纳米尺度上激发态原子与基态原子相互作用的调控。我们发展了一种绝热分子缀饰态形式,并证明了在腔中基态原子和长寿命激发态原子之间产生Fano-费什巴赫共振是可能的。的共振示出出现由于非绝热耦合附近的伪交叉之间的修饰状态的潜力。我们说明了我们的结果与模型研究使用费米$^{171}$ Yb原子在双模腔。该研究对利用腔场调控低能原子间相互作用具有重要意义。
2016-09-12 physics.atom-ph quant-ph
QED radiative corrections to parity nonconservation in heavy atoms
自能辐射修正和顶点QED辐射修正(Z α ^2 f(Z α))对重原子的宇称非守恒(PNC)振幅有很大的负贡献。Cs中6s-7s PNC振幅的修正值为-0.7(2)%,使该跃迁的实验结果与标准模型一致。计算是基于一个新的身份,表示通过修正有限的核尺寸引起的能量位移的辐射校正的PNC矩阵元素。
2002-06-14 hep-ph physics.atom-ph
Production of the Smallest QED Atom: True Muonium (mu^+ mu^-)
“真μ偶素”(mu^+ mu-)和“真τ偶素”(tau^+ tau^-)束缚态不仅是最重的,而且是最紧凑的纯QED系统。τ的快速弱衰变使得观察真正的τ元素变得困难。然而,正如我们所展示的,在现代的正负电子对撞机上,真正的μ素的生产和研究是可能的。
2009-05-07 hep-ph physics.atom-ph
A Many-Atom Cavity QED System with Homogeneous Atom-Cavity Coupling
我们演示了一个具有高精细度双波长驻波腔的多原子腔系统,其中所有参与的铷原子几乎相同地耦合到780 nm的腔模。这种均匀耦合是由1560 nm腔模场形成的一维光晶格来实现的。
2013-11-07 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Comparison of semiclassical and quantum models of a two-level atom-cavity QED system in the strong coupling regime
我们提出了一个数值研究比较半经典和量子模型的阻尼,强相互作用腔QED系统组成的一个单一的二能级原子与一个单一的量子化腔模相互作用的外部驱动的可调谐单色光场。我们计算了每种模型下耦合系统的稳态透射谱,并表明在强耦合区,两种模型产生截然不同的结果。系统的全量子力学模型正确地产生预期的多光子透射谱,而半经典方法的结果在一个多光子光谱。
2019-04-05 physics.atom-ph quant-ph
Correlation Localization in Waveguide QED with Delayed Interactions
Universidad de Concepción(康塞普西翁大学);Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学应用数学与系统研究所)
研究布拉格条件下有延迟非马尔可夫相互作用的原子阵列中原子间关联长度,从单个激发原子出发,利用其激发扩散达稳态,发现剩余激发定位于初始原子附近,关联长度随延迟幂律下降,揭示延迟对关联传输的影响。
2026-07-09 physics.atom-ph quant-ph
High flux cold Rubidium atomic beam for strongly coupled Cavity QED
本文提出了一种能够产生高通量冷铷原子连续束的装置,用于强耦合区的腔QED实验。在干膜涂覆的蒸气室中通过铷吸气剂加载的2个$D^+$ MOT以1.5 × $10^{10}$原子/秒的速率进料次级移动糖蜜MOT(MM-MOT)。MM-MOT提供了一种速度可调的连续光束。然后将该光束引导通过280 $μ$ m腔的腰部,导致拉比分裂大于+/-10 MHz。在腔模式中存在足够数量的原子也使得能够在垂直于输入的偏振中分裂。腔处于强耦合状态,参数(g,$κ$,$γ$)/2 $π$等于(7,3,6)/ 2 $π$ MHz。
2012-08-01 physics.atom-ph physics.optics
QED-based Optical Bloch Equations without electric dipole approximation: A model for a two-level atom interacting with a monochromatic X-ray laser beam
从束缚态量子电动力学的最小耦合哈密顿密度出发,导出了一组光学布洛赫方程。由于没有电偶极近似(EDA)对束缚态量子电动力学的最小耦合哈密顿密度进行近似,因此这种光学布洛赫方程是以前广泛使用的光学布洛赫方程所不能比拟的。由于X射线的波长与原子的波长很接近,使得电偶极近似(EDA)失效,因此我们的光学Bloch方程可以描述二能级原子与任意波长的单色光相互作用,适用于研究X射线激光束中二能级原子的光谱和Rabi振荡。
2012-09-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Interference control of nonlinear excitation in a multiatom cavity QED system
研究表明,在多原子腔QED系统中,通过操纵量子干涉,可以共振增强腔-原子极化激元的非线性激发,同时抑制线性激发。在适当的条件下,可以用两个自由空间激光场选择性地增强或抑制极化激元的激发。我们报道了一个实验,冷Rb原子在光学腔和目前的实验结果表明,这种干涉控制的腔QED激发和它的直接应用研究的全光开关和交叉相位调制的腔传输光。
2014-09-28 physics.atom-ph physics.optics
Full observation of single-atom dynamics in cavity QED
我们报道了利用宽带外差光谱连续测量$\sim 250$ $μ$ s持续时间的单个渡越事件中原子与高精细光学腔之间的相互作用能。在很宽的范围内的原子腔失谐的测量揭示了从共振到色散耦合的过渡,通过传输通过腔的光的振幅到相位的原子诱导的信号的转移。通过抑制所有来源的多余的技术噪声,我们接近测量制度中的宽带光电流可以被解释为一个经典的记录条件量子演化的意义上最近开发的量子轨道理论。
1998-05-25 physics.atom-ph quant-ph
Towards Precision Spectroscopy of Antiprotonic Atoms for Probing Strong-field QED
PAX实验利用ELENA低能反质子束和微热量计对反质子原子进行高精度X射线谱学测量,以超出Schwinger极限两个数量级的电场直接检验强场QED效应,精度较以往提升最多两个数量级。
2025-01-15 physics.atom-ph quant-ph
Continuous cavity-QED with an atomic beam
该研究设计了一种产生连续原子束穿过光学腔的装置,实现集体强耦合并测量连续光学增益,为连续超辐射激光等集体现象的阈值条件研究奠定基础。
2024-07-26 physics.atom-ph quant-ph
Atomic Fractals in Cavity QED
我们报道了驻波微腔中二能级原子非线性运动中原子分形的明显证据。分形结构,典型的混沌散射,在原子处于远失谐振幅(相位)调制驻波和(2)的腔QED(1)的一般半经典模型中,具有耦合的原子外部和内部自由度。在第二个模型中,所有自由度之间的微小相互作用是捕获原子的原因,即使是在非常短的微腔中。它至少可以同时导致两种原子分形,一种是可数分形(一组初始动量产生类似于分隔线的原子轨迹),另一种是看似不可数的分形,其中一组动量产生原子在腔内的无限行走。
2002-10-11 nlin.CD physics.atom-ph quant-ph
Efficiently-coupled microring circuit for on-chip cavity QED with trapped atoms
我们提出了一个完整的制作研究的一个有效的耦合微波光路量身定制的腔量子电动力学(QED)与囚禁原子。这种微结构制作在透明薄膜上,在宽频带内具有高的真空光纤边缘耦合效率。此外,总线波导滑轮耦合器实现了在两个铯D线频率下与微环的临界耦合,而在铯“魔术”波长下实现了高耦合效率,用于在微环上方创建双色倏逝场陷阱的晶格。所提出的平台有望实现一个强大的原子-纳米光子混合量子器件。
2020-10-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Atomic levels in superstrong magnetic fields and D=2 QED of massive electrons: screening
在超强磁场中,光子极化算符诱导出动态光子“质量”,导致库仑势在小距离处的屏蔽$z\ll 1/m$,$m$是电子的质量,我们证明了这种行为与D=2 QED的情况有质的不同,在D=2 QED中,相同的极化算符公式也导致大距离处的屏蔽.由于屏蔽作用,氢原子在磁场中的基态能量$B \gg m^2/e^3$具有有限值$E_0 = -me^4/2 \ln^2(1/e^6)$。
2010-05-31 astro-ph.SR hep-ph physics.atom-ph
A cavity QED system with defect-free single-atom array strongly coupled to an optical cavity
本文实验实现了无缺陷单原子阵列与光学腔的强耦合,验证了耦合强度随原子数的平方根集体增强,为分布式量子计算和多体物理研究奠定基础。
2025-02-27 physics.atom-ph quant-ph
QED calculations of the nuclear recoil effect in muonic atoms
本研究对μ子原子的核反冲修正进行全阶严格QED计算,揭示其与近似方法的差异及对核电荷半径的敏感性,为光谱提取核参数提供理论依据。
2023-09-25 physics.atom-ph quant-ph
The role of QED effects in transition energies of heavy-atom alkaline earth monofluoride molecules: a theoretical study of Ba$^+$, BaF, RaF and E120F
重原子碱土金属氟化物分子被认为是研究空间宇称或空间宇称和时间反演对称性破坏效应如原子核的阿那极点矩或电子电偶极矩的有前景的体系。对这类体系的电子结构性质和跃迁能进行全面和高精度的理论研究可以简化实验的准备和解释。然而,几乎没有尝试计算量子电动力学(QED)效应对中性重原子分子特性的贡献。最近,我们已经制定并实施了这样一种方法来计算QED对分子跃迁能的贡献[L. V.~ Skripnikov,J. Chem. Phys. \textbf{154},201101(2021)]。本文对Ba $^+$阳离子和BaF分子的跃迁能进行了基准理论研究。计算值与实验值的偏差为10 cm $^{-1}$量级,比“化学精确度”350 cm $^{-1}$高一个数量级以上。这样一个协议的实现已经提供了特别是包括量子电动力学的影响。后者似乎是不低于高阶关联效应的重要性超出了耦合集群与单,双,和微扰三重集群振幅水平。我们比较了QED效应对较重分子RaF和E120 F跃迁能量的作用,其中E120是Ra的超重Z=120同系物。
2021-09-28 physics.atom-ph physics.chem-ph
New x-ray measurements in Helium-like Atoms increase discrepancy between experiment and theoretical QED
最近的一项关于μ子氢的百万分之15(ppm)实验发现了与QED和独立核尺寸测定的重大差异。在这里,我们发现了一个显着的差异,在不同类型的奇异原子,一个中等Z原子核与两个电子。对收集到的数据的研究能够区分现有的QED公式,并揭示了一种模式的差异,几乎6个标准误差的实验结果与最近的理论预测与函数的依赖成比例的Z^n,其中n=4。在μ子和高电荷系统中,差异的符号是相同的,测量的跃迁能量高于预测。有些后果是可能的或很可能的,有些则更具推测性。这可能会让我们深入了解有效的核半径,里德伯,精细结构常数或意外的大QED条款。
2014-05-28 hep-ph physics.atom-ph quant-ph
Many-body and QED effects in electron-atom inelastic scattering in EELS
ThermoFisher Scientific(赛默飞世尔科技);Delft University of Technology(代尔夫特理工大学)
本文通过QED框架计算电子-原子非弹性散射的微分截面,分析多体和QED效应,结合晶场理论计算DyScO3的激发谱并验证其与实验数据的一致性。
2026-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Programmable cavity QED with a fiber-integrated atomic array
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)(奥地利科学技术研究院);Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien(维也纳量子科学与技术中心,原子物理研究所,维也纳工业大学)
本研究结合12位点⁸⁷Rb光镊阵列与高协同度光纤法布里-珀罗微腔,实现单原子耦合强度的连续调控,测量集体增强真空拉比分裂并完成原子数非破坏性读出,为光纤集成量子网络节点提供可扩展架构。
2026-08-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Probing quantum phases of ultracold atoms in optical lattices by transmission spectra in cavity QED
对光晶格中的超冷原子的研究将各种学科联系起来,提供了一个操场,在那里,在凝聚态物理中制定的基本量子多体概念可以在更好的可控原子系统中进行测试,例如,强关联相位,量子信息处理。测量玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)量子特性的标准方法是基于从破坏系统的陷阱释放的原子之间的物质波干涉。在这里,我们提出了一种基于光学测量的非破坏性方法,并证明了原子统计可以映射到高Q腔的透射谱。这对于研究莫特绝缘体和超流态之间的相变是非常有用的,因为不同的相表现出不同的光散射。加入腔量子电动力学(QED)和超冷气体的范式将使光和物质在最终量子水平上的概念性新研究成为可能,这只是最近才成为实验可能。在这里,我们预测在这种新颖的设置访问的效果。
2007-11-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Cavity QED determination of atomic number statistics in optical lattices
本文研究了光晶格中处于莫特绝缘体态和超流态的超冷原子对光场在环形谐振腔中两个反向传播模的反射。我们得到了精确的数值结果,一个简单的两井模型,并进行统计计算适合于全晶格的情况下。我们发现,反射光的动力学强烈地依赖于晶格间距和物质波场的状态。依赖于晶格间距,光场对原子的各种密度-密度关联函数敏感。如果原子处于超流态,光场和原子会发生强烈的纠缠,在这种情况下,光子统计通常表现出复杂的多峰结构。
2006-12-14 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Calculation of the correlation, relativistic and QED corrections to the total electron binding energy in atoms and their nuclear charge dependence
本研究计算了Z=120以内中性原子的总电子结合能,精度在17<Z≤105区间优于NIST表数据,拟合了结合能随Z变化的解析函数,同时给出了关联、相对论及QED修正的数值与Z的依赖关系。
2025-03-23 nucl-ex nucl-th physics.atom-ph
Laser stabilization using saturated absorption in a cavity QED system
我们考虑锁定在由具有超窄光学跃迁的原子组成的腔QED系统中的本机振荡器(或激光器)的相稳定性。原子被冷却到毫开尔文温度,然后释放到光学腔中。虽然原子的运动引入了多普勒展宽,但腔的驻波性质导致出现饱和吸收特征,其比多普勒宽度窄得多。这些功能可以用来实现极高程度的相位稳定,竞争力与当前的国家的最先进的。此外,有限的原子速度引入的不均匀性可能会导致光学双稳态消失,导致在没有区域的动态不稳定,从而使一个新的制度可访问的实验,其中最佳的稳定可能会实现。
2015-06-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph