Calculations of static dipole polarizabilities of alkali dimers. Prospects for alignment of ultracold molecules
实验技术的快速发展，以产生超冷碱金属分子开辟了方法来操纵他们和控制他们的动力学使用外部电场。这种研究的一个先决条件是了解它们的静态偶极极化率。本文计算了包括Fr $_2$在内的所有同碱金属二聚体和包括Li到Cs在内的所有异碱金属二聚体的电子基态和最低三重态的静态偶极极化率分量随核间距和振动指数的变化。我们使用与我们在偶极矩方面的工作相同的量子化学方法（M。Aymar和O. Dulieu，J.Chem.Phys.122，204302（2005）），基于原子核表示的赝势、高斯基组和核极化的有效势。极化率提取电子能量使用有限场方法。对于最重的物种Rb $_2$，Cs $_2$和Fr $_2$和所有的杂碱二聚体，这样的结果是第一次。我们的原子和分子的静态偶极极化率的结果的准确性进行了讨论，通过比较我们的值与少数可用的实验数据和精细的计算。我们发现，对于所有的碱金属对，平行和垂直分量的基态极化率在平衡距离$R_e$尺度为$(R_e)^3$，这可以涉及到一个简单的静电模型的椭球电荷分布。在即将到来的实验中，这些分子可能的对齐和取向效应的前景进行了讨论。
2008-07-21 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
Effective oscillator strength distributions of spherically symmetric atoms for calculating polarizabilities and long-range atom-atom interactions
系统地计算了碱金属原子、碱土金属原子、碱土金属离子、稀有气体和一些杂原子的有效振子强度分布。这些有效分布被用来计算偶极、四极和八极的静态极化率，然后被应用于虚频处的动态极化率的计算。这些极化率可用于确定从任何这些原子和离子形成的二聚体的长程$C_6$、$C_8$和$C_{10}$原子-原子相互作用，并且我们呈现涵盖所有这些组合的表格。
2014-10-29 physics.atom-ph
Tune-out wavelengths and landscape modulated polarizabilities of alkali Rydberg atoms in infrared optical lattices
强度调制的光学晶格势可以改变碱金属里德伯原子的符号，并且在CO $_2$激光波段附近的光晶格中，原子并不总是被吸引到强度最小值。在这里，我们证明了这样的IR晶格可以被调谐，使得由里德伯原子看到的捕获势可以使处于\targeted“里德堡态的原子消失。这种对里德伯原子的态选择性俘获可以用于控制冷里德伯碰撞、冷却里德伯态以及在光晶格中里德伯原子的种类选择性俘获和输运。我们列出了Na和Rb原子的$n$ s、$n$ p和$n$ d里德堡态的俘获势消失的波长，并讨论了使用这种光晶格对里德伯原子进行状态选择性俘获的优点。我们还开发了精确的解析表达式的$m_z = 0$里德堡态的晶格诱导极化率，并推导出一个准确的公式预测调谐波长，在该波长下，光学捕获潜力变得不可见的里德伯原子在目标$l = 0$状态。
2013-10-16 physics.atom-ph
An {\it ab initio} relativistic coupled-cluster theory of dipole and quadrupole polarizabilities: Applications to a few alkali atoms and alkaline earth ions
本文提出了一种在相对论耦合团簇理论框架下精确计算任意秩微扰算符的一阶波函数的一般方法。用这种方法计算了一些碱金属原子和碱土金属离子的静态偶极和四极极化率。这可能是一个很好的测试目前的理论，不同的秩和奇偶相互作用算子。这显示了广泛的应用，包括精确计算由于秩零和秩一弱相互作用哈密顿量导致的宇称和CP破坏振幅。我们也给出了关联效应的贡献，并讨论了它们的低阶多体微扰理论。
2006-11-03 physics.atom-ph physics.chem-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 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
Polarizabilities of Rn-like Th4+ from rf spectroscopy of Th3+ Rydberg levels
用共振激发斯塔克电离光谱（RESIS）对Th ~（3+）高Ln =37能级的精细结构进行了高分辨研究。测量了L=9至L=15能级之间的间隔，并使用远程有效势模型分析了结果。Th ~（4+）的偶极极化率为aD= 7.720（7）a.u.。四极极化率为21.5（3.9）a.这两个测量值都代表了对这种高度相对论性离子的先验理论描述的重要测试。
2011-04-22 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
Quasi-static Ionization of Rydberg Alkali-metal Atoms: a classical view of the n^(-5) scaling
对碱金属原子低角动量里德堡态在线性极化低频单色微波场中的非氢电离阈值给出了一个完全经典的解释：发现了量子速率限制步骤的经典等价物，该步骤是n^（-5）标度的原因，根据文献，该步骤引发了随后继续进行的本质上经典的扩散。
2005-11-05 physics.atom-ph
Accurate determination of quadrupole polarizabilities of the excited states of alkali-metal atoms
确定了碱金属原子前两个激发态的电四极极化率的标量分量和张量分量。为了验证计算结果，我们计算了这些原子的基态E2极化率，并与文献值进行了比较。我们在文献中找不到Fr的基态E2极化率值与我们的结果进行比较。这些量的主要部分估计通过结合精确计算的E2跃迁矩阵元素的许多低的过渡与实验能量，而其他的贡献估计使用低阶方法。我们对上述原子基态的估计值与文献值符合得很好，这表明我们对碱金属原子（除Li原子外，其它碱金属原子的激发态）E2极化率的估计也是相当准确的。这些报告的E2极化率可能是有用的，在指导许多碱金属原子的精密测量。
2022-04-04 physics.atom-ph quant-ph
Cooper minima in the transitions from low-excited and Rydberg states of alkali-metal atoms
用库仑近似和准经典模型研究了碱金属原子低激发态和里德伯态的跃迁几率和光电离截面中Cooper极小值的结构.准经典模型的适用范围已被定义从与现有的实验和理论数据的偶极矩，振子强度，和光电离截面的比较。发现了铷里德伯态之间跃迁的一个新的Cooper极小值。
2012-07-16 physics.atom-ph
A Proposed Interpretation of Microwave Ionization of Rydberg Alkali Atoms
我表明，理论开发的激发氢原子在两个频率的线性偏振微波场的量子离域可以用一些调整来解释碱原子在线性偏振单色场的制度，它偏离氢的行为的量子离域。与数值计算和实验室实验的比较是令人满意的：除了一个恒定的因素，独立于微波频率，从初始量子数相同的依赖性观察。
2004-03-08 physics.atom-ph
A Coherent Light Shift on Alkaline-Earth Rydberg Atoms from Isolated Core Excitation without Auto-Ionization
利用光镊阵列捕获二价原子，实现了新的实验量子模拟平台。第二价电子也通过所谓的隔离核心激发（ICE）带来了新的前景，然而自电离对这种用途提出了强烈的限制。在这项研究中，我们提出并证明了一种新的方法，应用一个相当大的光移到里德伯态与接近共振ICE，同时避免自电离。特别地，我们研究了镱原子在$^1S_0$里德堡态的ICE。用多通道量子亏损理论对诱导的自电离和里德伯态的光位移进行了光谱研究。这种在不干扰里德伯电子的情况下对内部电子的控制为在用碱土原子进行的量子模拟实验中有针对性地相干操纵里德伯态带来了新的工具。
2021-11-14 physics.atom-ph
Intensity landscape and the possibility of magic trapping of alkali Rydberg atoms in infrared optical lattices
受光阱中冷里德伯（Ry）原子操纵研究进展的启发，我们考虑了大范围Ry电子波函数对囚禁势的影响。我们发现当Ry轨道位于激光强度谱的拐点之外时，原子可以稳定地驻留在激光强度极大值处。有效地，Ry电子的自由电子AC极化率由强度景观调制，并且可以接受正值和负值。我们应用这些见解，以确定魔术波长的红外光晶格中捕获的碱金属原子的RY基态跃迁。我们发现魔术波长约为10 $μ\mathrm{m}$，其精确值取决于Ry态的量子数。
2013-09-25 physics.atom-ph
Van der Waals Interactions among Alkali Rydberg Atoms with Excitonic States
研究了激子态的出现对两个里德伯原子间范德华相互作用的影响。假设原子处于不同的里德伯态，例如，处于$|ns\rangle$和$|np\rangle$状态。共振偶极-偶极相互作用产生对称和反对称激子，随着原子彼此接近，能量分裂产生新的共振。只有远离这些共振，范德华系数，$C_6^{sp}$，可以被定义。我们用微扰理论计算了碱金属原子的$C_6$系数，并给出了锂原子的结果。在几个$μm$的短原子间距下，我们证明了里德伯原子中激子的二能级系统的简单模型被打破，正确的表示意味着多能级原子。尽管如此，在更大的距离上，人们可以保持两能级系统，但包括原子之间的范德华相互作用。
2015-07-15 physics.atom-ph
Resonant Rydberg Dressing of Alkaline-Earth Atoms via Electromagnetically Induced Transparency
我们发展了一种通过光学里德伯态激发产生有限程原子相互作用的方法，并从理论和实验上研究了激发动力学。与以前的工作相比，所提出的方案是基于共振光驱动和电磁感应透明（EIT）的条件下建立一个黑暗的状态。分析原子气体的驱动耗散动力学，我们表明，相干光耦合，辐射衰减和强里德伯-里德伯原子相互作用之间的相互作用导致出现相当大的有效相互作用，同时提供显着长的相干时间。后者是在锶原子的冷气体中进行实验研究的，所提出的方案是最有效的。我们测量的原子损失与基于驱动原子之间的二元有效相互作用的理论预测一致。
2016-06-09 physics.atom-ph
Two-dipole and three-dipole dispersion coefficients for interaction of alkaline-earth atoms with alkaline-earth atoms and alkaline-earth ions
由于长程相互作用在冷原子物理中的应用日益受到人们的关注，我们对碱土原子与碱土原子和碱土离子的双偶极$C_6$和三偶极$C_9$色散系数进行了理论计算。的$C_6$和$C_9$系数表示的动态偶极极化率，这是使用相对论方法计算。此后，计算出的$C_6$系数考虑碱土金属原子之间的比较与以前报道的值。由于没有其他早期的理论或实验结果，我们对碱土原子与碱土离子的$C_6$系数和$C_9$系数分别进行了拟合计算和比较。我们的计算与拟合计算非常吻合。我们还报道了碱土金属离子的基态的主导跃迁振子强度和静态偶极极化率，Mg $^+$、Ca $^+$、Sr $^+$和Ba $^+$以及碱土原子，即，Mg、Ca、Sr和Ba。这些，与现有的实验结果相比，表现出良好的协议。
2020-08-10 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
Quasiclassical calculations of BBR-induced depopulation rates and effective lifetimes of Rydberg nS, nP and nD alkali-metal atoms with n < 80
在77、300和600 K的环境温度下，在较宽的主量子数$n \le 80$范围内，计算了碱金属\textit{nS}、\textit{n} P和\textit{nD} Rydberg态的黑体辐射减布居率（BBR）和有效寿命.用准经典公式计算了里德堡态偶极跃迁的径向矩阵元。我们的数值计算结果与现有的理论和实验数据符合良好，我们还得到了简单的分析公式，估计的有效寿命和BBR引起的人口减少率，这与数值数据符合良好。
2009-11-06 physics.atom-ph
Dispersion C3 coefficients for the alkali-metal atoms interacting with a graphene layer and with a carbon nanotube
我们评估分离依赖范德华色散（$C_3$）系数的Li，Na，K和Rb碱金属原子与石墨烯层和单壁碳纳米管（CNT）使用流体动力学和狄拉克模型的相互作用。从这两个模型的结果进行评估，使用上述原子的动态极化率的准确值。这些准确的值的碱金属原子的动态极化率在上述$C_3$系数的测定的问责制是通过比较它们与使用的动态偶极子极化率估计的单振子近似，通常采用在早期的计算中的系数进行评估。对于实际的原子-表面相互作用势的径向依赖$C_3$系数的描述给出了广泛的考虑原子的基态和壁表面之间的分离距离，也为不同的纳米管半径值。石墨烯层的系数被拟合到取决于分离距离的逻辑函数。对于碳纳米管，我们进行了一个抛物面的适合依赖于两个间距和半径的碳纳米管。这些拟合的函数，与拟合参数的列表，可以用来推断之间的相互作用潜力考虑碱金属原子和石墨烯层或CNT表面方便地在给定的精度水平。
2013-11-29 physics.atom-ph
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
$C_6$ coefficients for interacting Rydberg atoms and alkali-metal dimers
研究了具有精细结构的碱金属里德堡原子（$n^2L_j$ ; $L\leq 2$）与处于基态振转态的碱金属杂原子二聚体（$X^1Σ^+$ ; $v=0$，$J=0$）之间的范德华相互作用.计算了含$^{133}$ Cs和$^{85}$ Rb原子与KRb、LiCs、LiRb和RbCs分子相互作用的原子-分子对的$C_6$色散系数。在主量子数$40\leq n\leq 150$的范围内，得到的色散系数可以精确地拟合成一个态相关的多项式$O(n^7)$。对于所有考虑的原子-分子对，里德伯态$n^2S_j$和$n^2P_j$导致有吸引力的$1/R^6$势。相比之下，$n^2D_j$态可以产生特定原子-分子对的排斥势。在勒罗伊距离处的相互作用能近似为$n^{-5}$对$n>40$的比例。对于中间值的$n\lesssim40$，排斥和吸引的相互作用能在$ 10-100 \,μ$ K的顺序可以实现与特定的原子和分子物种。所报道的$C_6$系数的准确性受到原子量子缺陷的质量的限制，估计平均相对误差$ΔC_6/C_6$不大于1\%。
2019-12-03 physics.atom-ph
Long-range interactions between the alkali-metal atoms and alkaline earth ions
碱金属原子与碱土金属离子之间相互作用势的准确认识在冷原子物理研究中是非常有用的。在这里，我们进行了长程相互作用的Li，Na，K和Rb碱金属原子与Ca $^+$，Ba $^+$，Sr $^+$，Ra $^+$碱土金属离子系统的理论研究，这在很大程度上是由它们的重要性，在许多应用的动机。这些相互作用表示为核间分离$R$倒数的幂级数。这些相互作用的色散和感应分量都是由对应于该系列中每个功率组合的代数系数精确确定的。最后，这些系数表示在上述系统的电多极极化率的计算使用从相对论耦合簇方法和核心贡献这些数量从随机相位近似获得的矩阵元素。我们还比较了我们估计的极化率与其他可用的理论和实验结果，以验证我们的计算精度。此外，我们还利用上述矩阵元素计算了离子的前两个低激发态的寿命。在所有考虑的原子和离子之间的相互作用势与$R$的图形表示。
2014-09-25 physics.atom-ph
Diatomic molecules of alkali-metal and alkaline-earth-metal atoms: interaction potentials, dipole moments, and polarizabilities
本文系统计算78种碱金属、碱土金属双原子分子的势能曲线、偶极矩、极化率及光谱常数，并评估误差、建立理论基准。
2024-03-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Frequency dependent hyperpolarizabilities of atoms; calculations using density-functional theory
利用vanLeeuwen-Baerends势产生的轨道，计算了稀有气体原子He，Ne，Ar和碱土金属原子Be，Mg的频率响应特性，重点讨论了它们的非线性极化率。为此，我们采用时间相关的Kohn-Sham形式主义与绝热局部密度近似（ALDA）的交换和相关。我们表明，这样得到的结果与频率有关的惰性气体原子的极化率是高度准确的。另一方面，碱土金属的极化率没有以相同的精度给出。鉴于此，我们评估的ALDA获得的线性和非线性响应特性，采用含时密度泛函理论。
2000-08-18 physics.atom-ph
Residual Symmetries in the Spectrum of Periodically Driven Alkali Rydberg States
我们确定了一个基本的结构，微波驱动的碱里德堡态的光谱中，突出了库仑对称性的存在下，非氢的核心的残余。核心引起的修正相对于氢光谱可以占一个微扰的方法。
1999-11-25 chao-dyn nlin.CD physics.atom-ph
Optical coherent manipulation of alkaline-earth circular Rydberg states
里德伯原子是量子技术的理想工具。由于它们的大尺寸，它们在微米级距离上的偶极-偶极相互作用以及它们与外部场的耦合是巨大的。最近的实验生动地展示了他们对量子模拟的兴趣，尽管由于相对较短的寿命的光学可访问的里德伯能级的限制。这些限制激发了人们对长寿命圆形里德堡态的新兴趣。然而，到目前为止，探测它们要么是破坏性的，要么是复杂的。此外，碱循环态只能通过微波场来操纵，无法寻址单个原子。具有光学活性第二价电子的碱土金属圆态可以避免这些问题。在这里，我们展示了如何使用锶的两个价电子之间的静电耦合相干操纵一个圆形的里德堡态的光脉冲。我们也使用这种耦合映射到离子核的里德堡电子的状态。该实验为圆态的状态选择性空间分辨无损检测开辟了道路，并为量子技术实现混合光学微波平台开辟了道路。
2021-11-29 physics.atom-ph quant-ph
Properties of the triplet metastable states of the alkaline-earth atoms
采用组态相互作用方法，采用半经验模型势，计算了碱土金属原子在亚稳态下的静态和动态性质。其中确定的属性是标量和张量极化率，四极矩，一些振子强度和色散系数的范德华相互作用。本文介绍了一种简单的计算方法，它包括了纤芯对色散参数的影响。
2004-08-27 physics.atom-ph
Trapped arrays of alkaline earth Rydberg atoms in optical tweezers
具有里德伯介导相互作用的中性原子量子比特是开发大规模相干量子系统的领先平台。在迄今为止的大多数实验中，里德伯态没有被限制基态原子的相同势捕获，导致原子损失和对可实现的相互作用时间的限制。在这项工作中，我们证明了里德堡态的碱土金属原子，镱，可以稳定地捕获相同的红色失谐光镊，也限制了基态，通过利用Yb $^+$离子核心的极化率。使用以前未观察到的\tripletS系列，我们证明了捕获的里德伯原子寿命超过$100\,μ$ s，并观察到没有证据的自动或光电离从陷阱光为这些国家。我们测量了$T_2 = 59$和$μ$在两个里德堡能级之间的相干时间，超过了相同条件下未被俘获的里德伯原子的28个$μ$的寿命。这些结果对于延长里德伯原子阵列的相互作用时间进行量子模拟和计算是有希望的，并且对于在循环态或低温环境中利用延长的Rydberg寿命是至关重要的。
2019-12-19 physics.atom-ph quant-ph
Forces on alkali Rydberg atoms due to non-linearly polarized light
本文提出利用非线偏振光感生的矢量极化率，对碱金属里德伯原子施加远强于标量/张量极化率的力，实现长时间囚禁，并生成具有位置相关力的光-原子混合态，以推动量子模拟。
2025-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Unravelling the Structures in the van der Waals Interactions of Alkali Rydberg Atoms
研究碱金属里德堡原子范德华相互作用结构，揭示Förster共振与角度依赖性，为实验选择合适对态提供系统方法。
2025-11-03 physics.atom-ph
Controlling Rydberg excitations using ion core transitions in alkaline earth atom tweezer arrays
在利用里德伯原子阵列进行量子计算和可编程量子模拟的领域中，对门操作的可扩展的局部控制是一个突出的挑战。一种方法是使用全局场将原子激发到里德伯态，并通过局部光位移调节单个原子的共振和共振。在这项工作中，我们指出，如果光位移施加到里德伯态，而不是基态，这可以实现在里德伯态的碱土金属原子利用光跃迁的离子芯的光子散射误差可以显着减少。作为一个概念验证，我们实验证明了全球控制的里德堡激发在Yb光镊阵列通过光位移诱导的激光调谐附近的Yb $^+$ $6s\rightarrow6p_{1/2}$过渡。我们还进行详细的光谱的诱导光移和散射率的$6sns$ $^3$ S $_1$里德堡态，并揭示存在的卫星线的自电离的损失被强烈抑制。这项工作可以很容易地扩展到实现里德伯原子阵列中的局域门操作。
2021-10-13 physics.atom-ph quant-ph
Analysis of polarizability measurements made with atom interferometry
我们提出了基于[Phys. Rev. A 2015，92，052513]中提出的原子干涉仪实验的K，Rb和Cs的静态电偶极极化率的修订测量，但现在重新分析了所施加电场梯度的大小和几何形状的新校准。由此产生的极化率值没有变化，但不确定性显着降低。然后，我们解释了几个测量碱金属原子极化率的原子振子强度$f_{ik}$，爱因斯坦系数$A_{ik}$，状态寿命$τ_{k}$，过渡偶极矩阵元素$D_{ik}$，线强度$S_{ik}$，和范德华$C_6$系数。最后，我们结合原子干涉仪测量的极化率与独立的测量寿命和$C_6$值，以量化剩余贡献的极化率由于所有原子跃迁以外的主要$ns$ - $np_J$过渡碱金属原子。
2016-06-06 physics.atom-ph
High-Fidelity Entanglement and Detection of Alkaline-Earth Rydberg Atoms
被囚禁的中性原子已经成为量子科学的一个重要平台，其中纠缠保真度记录已经使用高激发里德堡态设置。然而，到目前为止，受控的双量子比特纠缠产生仅限于碱性物质，使得更复杂的电子结构的开发成为一个开放的前沿，这可能导致改进的量子效率和根本不同的应用，如量子增强光学时钟。在这里，我们展示了一种新的方法，利用个别碱土金属里德伯原子的二价电子结构。我们发现里德堡态检测，单原子拉比操作，和两个原子的纠缠超过以前公布的值的quantiities。我们的研究结果为新的应用铺平了道路，包括可编程量子精密测量和混合原子离子系统，并为碱土金属基量子计算架构奠定了基础。
2020-11-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-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
Autoionization of high-$\ell$ core-excited Rydberg states of alkaline-earth-metal atoms
本文结合组态相互作用外复标度法与微扰方法，计算了碱土金属原子在广泛 $n$ 和 $\ell$ 范围内的芯激发里德堡态自电离率，归纳出高 $\ell$ 态自电离的五条普遍规律并提出了标度经验公式。
2023-07-06 physics.atom-ph
Magic wavelengths for trapping the alkali-metal atoms with circularly polarized light
扩展使用铷中的圆偏振光的幻波波长的搜索[Phys.Rev.A86，033416（2012）]，我们在这里继续寻找Li、Na和K碱金属原子的$ns-np_{1/2,3/2}$跃迁中的幻波波长。给出了所有可能的子级的这些波长，并与由于线性偏振光而产生的相应波长进行了比较。我们还明确地提到了几个重要波长处的动态极化率。本研究表明，利用圆偏振光对不同碱金属原子进行态不敏感俘获是可能的。
2013-01-24 physics.atom-ph
Formation of long-range Rydberg molecules in two-component ultracold gases
本文对杂原子里德堡分子的各种性质进行了全面的研究，特别强调了由轻碱金属原子Li、Na和K组成的杂原子里德堡分子的性质。电子-原子散射相移，决定了分子键的强度，计算在非常低的能量，然后使用自旋相关的理论模型来计算准确的里德伯分子势能曲线。通过组合不同碱金属原子的各种性质可获得的宽参数范围通常导致通过单光子或双光子激发方案可获得的杂化电子态。这种异质结分子的分析导致的预测，在超冷混合物中的原子的相对密度和空间分布，可以探测在可控的长度尺度，通过光谱检测这些分子。
2019-02-11 physics.atom-ph
The PairInteraction Toolkit for Modeling Rydberg Physics in Alkali and Alkaline-Earth-Like Atoms
University of Stuttgart（斯图加特大学）；Atom Computing, Inc.（Atom Computing公司）；Universität Tübingen（蒂宾根大学）；University of Bonn（波恩大学）；Universität Heidelberg（海德堡大学）；Max Planck Computing and Data Facility（马克斯·普朗克计算与数据中心）
本文提出基于多通道量子缺陷理论和静态电磁格林张量的统一框架，用于精确建模Rydberg原子及其相互作用，并展示其在Yb原子实验数据中的良好一致性。
2026-10-09 physics.atom-ph quant-ph
Noble gas, alkali and alkaline atoms interacting with a gold surface
计算了氢原子、稀有气体（He，Ne，Ar，Kr，Ar）、碱金属原子（Li，Na，K，Rb，Cs）和碱金属原子（Be，Mg，Ca，Sr，Ba）等多种原子体系与金表面相互作用势的吸引分支。结果包括高精度的动态极化率的氦原子计算使用变分法和明确相关的波函数。对于考虑的其他原子，我们使用文献中的数据。相互作用势包括电磁相互作用的延迟效应和金的光学响应函数的现实表示（超越完美导体的近似）。我们的结果的一个明确的比较原子和一个完美的导体之间的相互作用。
2013-01-13 physics.atom-ph
Anomalously enhanced lifetimes of low angular momentum Rydberg states in singly charged alkaline-earth metal ions
Institut für Theoretische Physik and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Universität Tübingen（蒂宾根大学理论物理研究所与集成量子科学与技术中心）；School of Physics and Astronomy and Centre for the Mathematics and Theoretical Physics of Quantum Non-Equilibrium Systems, The University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学学院及量子非平衡系统数学与理论物理中心）
本文发现单电荷碱土金属离子中某些低角动量里德伯态寿命异常增强（因子>8），零温源于偶极矩阵元相消，室温源于能级间距增大，对量子模拟与计算有重要意义。
2026-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Calculations of polarizabilities and hyperpolarizabilities for the Be$^+$ ion
测定了Be $^+$离子在$2^2S$态和$2^2P$态的极化率和超极化率。使用两种独立的方法进行计算：i）变分确定的波函数，使用Hylleraas基组扩展和ii）单电子计算，利用冻结核哈密顿量。计算了Be $^+$离子与H、He或Li原子之间的长程相互作用势的前几个参数，以及铍的高$L$里德堡态的有效势的主要参数。报告的所有值都是接近收敛的计算结果。比较发表的结果，在可用的。
2009-09-24 physics.atom-ph
Driving alkali Rydberg transitions with a phase-modulated optical lattice
本研究提出一种基于有质动力相互作用的里德堡-里德堡跃迁光谱方法，利用相位调制驻波激光和Ku波段调制器的高次谐波实现宽频跃迁探测，具备无多普勒高分辨率特性，可用于高精度光谱及量子操控。
2022-10-04 physics.atom-ph quant-ph
Magic wavelengths for the np-ns transitions in alkali-metal atoms
用相对论全阶方法对碱金属原子的电偶极矩阵元进行了广泛的计算。这种方法是一个线性化版本的耦合集群方法，它总结了无限多体微扰理论的条款。在这些计算中考虑了最低ns，np_1/2，np_3/2态和大量激发态之间的所有允许跃迁，并评估了它们的准确性。由此得到的电偶极矩阵元用于碱金属原子激发态的频率依赖极化率的高精度计算。我们发现碱金属原子中的幻波长，其ns和np_1/2和np_3/2原子能级具有相同的交流斯塔克位移，这有利于状态不敏感的光学冷却和捕获。
2007-09-02 physics.atom-ph
Ab initio Calculations of Electric Dipole Polarizabilities in the Li, Na and K Atoms
本研究采用线性响应方法对Li、Na、K碱金属原子六个低能态的静态电偶极极化率标量和张量分量进行从头算，比较四种方法结果，发现对关联效应更关键，核-价贡献可忽略，还估算了RCCSD结果不确定性并与前人结果对比。
2025-04-19 physics.atom-ph
Dispersion coefficients for the interactions of the alkali and alkaline-earth ions and inert gas atoms with a graphene layer
由于大量的应用，范德瓦耳斯色散系数（$C_3$ s）（Li $^+$，Na $^+$，K $^+$和Rb $^+$），碱土金属离子（Ca $^+$、Sr $^+$、Ba $^+$和Ra $^+$）和惰性气体原子（He，Ne，Ar和Kr）与石墨烯层的关系在Dirac模型的框架内得到了精确的确定。对于这些计算，我们已经评估了上述原子系统的动态极化率非常准确的过渡矩阵元采用相对论多体方法和使用的激发能的实验值。色散系数，最后，给出的原子系统的石墨烯层和环境温度的相互作用过程中的分离距离的函数。为了便于提取这些系数，我们给出了一个逻辑拟合的功能形式的分散系数在室温下的分离距离。
2015-06-18 physics.atom-ph
van der Waals coefficients for positronium interactions with atoms
本文采用无规相位交换近似（RPAE）和$B$样条基，计算了惰性气体原子和其他几种闭壳层原子（Be，Mg，Ca，Zn，Sr，Cd，Ba）的动态偶极极化率。从这些，范德华$C_6$常数与这些原子的正电子偶素相互作用的值被确定，并与现有的数据进行比较。我们最好的预测$C_6$的Ps-贵气对预计将准确到1%以内，并在几个百分点的碱土金属。我们还使用准确的动态偶极极化率从文献中计算的$C_6$系数的碱金属原子。增加的$C_6$值的Ps散射从更极化的原子的影响进行了讨论。
2015-05-18 physics.atom-ph
Measurement of Rb 5P3/2 scalar and tensor polarizabilities in a 1064 nm light field
我们采用双共振双光子激发到74 S里德堡态光谱测量的动态标量极化率，α 0，和张量极化率，α 2，铷5 P3/2。为了达到必要的高强度，我们采用了腔产生的1064 nm光晶格光场，使我们能够获得接近2 × 10^11 W/m^2的强度。在数据的评估中，我们使用自参考方法，使得偏振度测量在很大程度上不受激光场的强度校准的影响。我们得到实验值α 0 =-1149（pm 2.5%）和α 2 = 563（pm 4.2%），以原子单位。方法和结果支持模拟。
2015-07-20 physics.atom-ph
Absence of Far-Detuned Attractive Optical Traps for Alkali Rydberg Atoms
Harvard University（哈佛大学）；Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms（哈佛-麻省理工超冷原子中心）
研究证明碱金属瑞利德巴态在远探测激励下无法被单色圆极化光场吸引 trapping，通过分析极化率和测量结果推翻了相关提案。
2026-03-25 physics.atom-ph quant-ph
On the control of Rydberg state population with realistic femtosecond laser pulses
在单激活电子近似下，利用三维模型势，研究了碱金属原子里德堡态的超快制备方法。通过优化激光脉冲的形状，可以产生与现代波形合成器，我们提出了脉冲控制人口转移从基态到一个预先选定的一组里德堡态。优化脉冲下的动力学过程比传统的光学双光子制备里德伯态要复杂得多。
2018-08-24 physics.atom-ph
ARC: An open-source library for calculating properties of alkali Rydberg atoms
我们提出了一个面向对象的Python库计算碱金属原子的高激发里德堡态的性质。这些包括单体效应，如偶极矩阵元素，激发态寿命（辐射和黑体限制）和斯塔克地图的原子在外部电场，以及两个原子的相互作用势占偶极和四极耦合效应在长和短的范围内有效的任意放置的原子偶极。该软件包是交叉引用的原子能级的精确测量和功能广泛的文档，以方便用户快速升级或扩展。该库直接应用于量子信息和量子光学领域，利用强里德伯偶极相互作用实现双量子位门，稳健的原子-光界面和模拟量子多体物理，以及使用里德伯原子作为精确微波静电计的计量学领域。
2017-06-12 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.comp-ph
Electron correlation effects in the dipole polarizabilities of the ground states of Be, Mg, Ca, Sr, Ba and Yb
利用相对论耦合团簇（RCC）理论研究了电子关联效应对碱土金属和镱原子基态电偶极极化率的影响。这些影响通过剩余库仑相互作用被纳入到RCC单倍和双倍近似的所有订单。在计算极化率时所用的扰动波函数是通过直接求解一阶扰动RCC方程得到的，从而避免了状态求和法。我们的结果与其他计算和现有的实验数据进行了比较。
2008-01-01 physics.atom-ph physics.chem-ph
Long-Lived Circular Rydberg Qubits of Alkaline-Earth Atoms in Optical Tweezers
本文首次在光镊中实现碱土金属锶原子高主量子数圆态里德伯态的制备与囚禁，测得室温下长达2.55 ms的寿命，并演示了微波量子比特的相干操控，为二价原子圆态里德伯量子模拟开辟新途径。
2024-03-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
