Quantum Control of Photodissociation via Manipulation of Bond Softening
我们提出了一种方法来控制光解离通过操纵键软化机制发生在强成形激光场，通过改变啁啾的符号和幅度的超短激光脉冲。在强场（795 nm，10^12 - 10^13 W/cm ^2）下H2+的光解离实验中证实了键软化的操纵，相对于负啁啾和变换限制脉冲，正啁啾脉冲的解离显著增加。测量的动能释放和角分布用于量化解离的控制程度。控制机制是由于相互作用的动态排列和啁啾光诱导电位曲线。
2012-07-12 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Complete quantum coherent control of ultracold molecular collisions
我们表明，基于量子干涉的相干控制是一种高效的工具，用于调整超冷分子碰撞动力学，并且不受依赖于外部电磁场的常用方法的限制。通过改变简并分子态的初始相干叠加的{相对布居数和}相位，我们证明了在超冷$s$ -波机制中初始和最终碰撞通道的积分散射截面的完全相干控制.所提出的控制方法被应用到超冷O $_2$ ~+~O $_2$碰撞，表现出广泛的控制$s$ -波自旋交换截面和产品分支比在许多数量级。
2020-12-18 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Observation of vibrational overtones by single molecule resonant photodissociation
分子离子可以通过共振冷却保持在激光冷却的原子离子链中。该系统是执行高精度分子光谱学与天体化学和基础物理应用的理想选择。在这里，我们表明，这个相同的系统可以与宽带激光耦合，以发现新的分子跃迁。我们利用Ca $^{+}$和CaH $^{+}$的三离子链，通过Ca $^{+}$荧光检测共振增强多光子解离来观察振动跃迁。基于理论计算，我们将观察到的峰归属于从基态振动态$ν=0$到$ν=9$和$ν=10$的跃迁。我们的方法允许我们跟踪单个分子事件，并且可以通过使用正常模式频率偏移来检测解离来扩展到与任何分子一起工作。这种测量光谱学作为分子离子控制所需的精确光谱学的桥梁。
2015-08-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Robust Coherent Control of Bimolecular Collisions beyond the Ultracold Regime
本研究利用分波相位锁定效应，在超冷区域外实现双分子碰撞的鲁棒相干控制，即使有5000个分波贡献也能控制自旋交换，且效果可在实验中测量。
2023-06-23 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Time-Reversal Symmetry-Protected Coherent Control of Ultracold Molecular Collisions
本文证明时间反演对称性可通过约束S矩阵元素相对相位，保护超冷分子碰撞相干控制免受分波扰乱影响，为复杂非弹性碰撞与化学反应的相干控制开辟新途径。
2024-12-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Leveraging Reactant Entanglement in the Coherent Control of Ultracold Bimolecular Chemical Reactions
本文提出将反应物纠缠用于超冷双分子化学反应的相干控制，通过两步制备叠加态并优化纠缠量，消除卫星项影响，在 KRb + KRb 反应中实现产物转动态宇称的完美控制。
2025-05-15 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
State-to-state control of ultracold molecular reactions
反应系统的量子控制使得能够使用量子统计学对潜在的相互作用势进行微观探测、打开新的反应途径以及改变反应速率。然而，将这种控制扩展到反应结果的量子态仍然具有挑战性。在这项工作中，我们通过核自旋自由度来实现这一目标，这一结果依赖于整个反应过程中核自旋的守恒。使用共振增强多光子电离光谱研究超冷KRb分子之间的双分子反应中形成的产物，我们发现，该系统保留了一个近乎完美的记忆反应物的核自旋，表现为强烈的宇称偏好的旋转状态的产品。我们利用这种效应，通过改变初始核自旋态与外部磁场的相干叠加来改变这些产物态的占据。这样，我们就能够用量子态分辨率控制双分子反应的输入和输出。这里展示的技术开辟了可能性，研究量子干涉反应途径之间，反应产物之间的量子纠缠，和超冷反应动力学在状态到状态的水平。
2020-11-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Coherent Microwave Control of Ultracold $^{23}$Na$^{40}$K Molecules
我们证明了相干微波控制的旋转和超精细状态的捕获，超冷，化学稳定的$^{23}$钠$^{40}$ K分子。从处于绝对振转和超精细基态的所有分子出发，研究了在磁场和电场联合作用下的转动跃迁，解释了丰富的超精细结构。整个分子系综转移到一个单一的超精细水平的第一旋转激发态，$J{=}1$，我们观察到碰撞寿命超过$3\, \rm s$，相当于那些在振转基态，$J{=}0$。长寿命的系综和完全的量子态控制是超冷分子用于量子模拟、精密测量和量子信息处理的先决条件。
2016-04-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Controlling ultracold chemical reactions via Rydberg-dressed interactions
我们表明，超冷化学反应可以操纵和控制使用里德伯装扮的相互作用。超冷区的散射对长程相互作用很敏感，特别是当弱束缚（或准束缚）态存在于碰撞阈值附近时。我们研究了如何通过里德伯修饰反应物，提高其极化率和修改长程范德华碰撞复合物，这可以通过移动近阈值束缚态的位置来改变化学反应速率。我们进行了一个完整的量子力学散射的基准系统H $_2$ +D的计算，并表明，共振可以大幅移动，在寒冷和超冷温度下的速率系数可以增加几个数量级。
2014-03-24 physics.atom-ph quant-ph
Coherent control of ultracold molecule dynamics in a magneto-optical trap using chirped femtosecond laser pulses
研究了啁啾飞秒激光脉冲对Rb磁光阱中超冷分子形成的影响。我们已经发现，啁啾飞秒脉冲的应用抑制了85 Rb-2和87 Rb-2最低三重态分子的形成，与可比的非啁啾脉冲，连续照明，和背景形成率。啁啾量的变化表明，这种抑制是相干的性质，这表明相干控制可能是有用的操纵超冷量子分子气体的动力学。
2006-02-03 physics.atom-ph physics.chem-ph
Controlling collisions of ultracold atoms with dc electric fields
证明了超冷原子的弹性碰撞形成异质碰撞复合物可以通过实验室实用的直流电场来操纵。电场控制的机制是基于碰撞对的瞬时偶极矩与外部电场的相互作用。结果表明，这种相互作用是显着增强的存在下的p波形状或Feshbach散射共振附近的碰撞阈值，这导致新的电场诱导的费什巴赫共振。
2006-03-29 physics.atom-ph physics.chem-ph
Controlling collisional decoherence of ultracold molecules in superposition states by an external magnetic field
我们给出了非简并量子态相干叠加态中超冷原子或分子的碰撞退相干的表达式，当相干叠加态的散射长度的实部和虚部相等时，碰撞退相干被抑制.我们发现，通过改变费什巴赫共振附近的外部磁场，可以增强或抑制碰撞退相干率。对于某些共振，抑制非常显著。提出了一种测量超冷粒子在激发态费什巴赫共振下散射长度的方法。
2012-07-25 physics.atom-ph quant-ph
Coherent Control of ultracold molecular collisions: The role of resonances
我们考虑超冷分子分子散射的相干控制，由一组密集的振转共振的影响。为了表征共振谱，基于多通道量子亏损理论的基本模型已被用于研究散射截面和反应速率的控制。共振能量周围的完全控制被证明是可能的，但热平均在大量的共振显着降低了反应速率的控制程度，由于共振之间的最佳控制参数的随机分布。我们表明，测量相干控制的程度可以用来提取有意义的信息直接散射与碰撞复合物的形成，以及有关的统计制度的相对贡献。
2023-01-16 physics.atom-ph quant-ph
Ultracold coherent control of molecular collisions at a Förster resonance
本研究提出在Förster共振电场下，通过制备超冷偶极分子三转动态量子叠加实现碰撞相干控制的可行方案，为超冷化学中调控反应产物、测量散射相移及实现完整化学实验奠定基础。
2023-12-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Controlling ultracold $p$-wave collisions with non-resonant light: Predictions of an asymptotic model for the generalized scattering volume
自旋极化超冷费米气体中的相互作用由$p$波碰撞控制，并可用$p$波散射体积表征。通过费什巴赫共振控制这些碰撞受到巨大的非弹性损失的阻碍。在这里，我们建议非共振光控制的$p$波碰撞，利用各向异性耦合的非共振光的原子的极化率。$p$波散射体积可以通过强非共振光控制，与$s$波散射长度非常类似。对于被紧密捕获的碰撞伙伴，非共振光引起与广义散射体积直接相关的能量偏移。这个效果可以用来爬上陷阱的梯子。我们还表明，控制广义散射体积意味着控制，至少大致上，在短原子间距离的光的偏振方向的粒子间轴的方向。我们的建议是基于一个渐近模型，明确占各向异性偶极-偶极相互作用，在长距离的超冷碰撞动力学。
2018-08-08 physics.atom-ph quant-ph
Charge transfer in ultracold gases via Feshbach resonances
我们研究了在同元素原子和离子的异源同位素组合的超冷碰撞中控制电荷交换的前景。这种处理方法很容易应用于碱金属或链烷烃-土金属，如过程$^9$ Be $^{+}$ + $^{10}$ Be $\leftrightarrow$ $^{9}$ Be + $^{10}$ Be $^{+}$所示，它具有良好的电子、核和超精细结构。费什巴赫共振得到的量子散射计算在一个标准的耦合通道形式主义与非BO条款起源于核动力学运营商。在322 G处预测的窄共振附近，我们发现电荷交换速率系数从几乎为零上升到大于$10^{-12}$ cm $^3$ /s的值。我们的研究结果表明，可控的电荷交换反应之间的不同同位素的合适的原子-离子对与潜在的应用量子系统工程研究电荷扩散被困冷原子-离子混合物和模拟多体物理。
2017-06-22 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Time-dependent control of ultracold atoms and Bose-Einstein condensates in magnetic traps
利用射频场，人们可以控制磁阱中的超冷原子。这些场耦合原子自旋状态，并用于蒸发冷却，这可以导致原子云中的玻色-爱因斯坦凝聚。此外，它们可以用于控制从阱中释放冷凝物，从而为原子激光器提供输出耦合器。在本文中，我们表明，这些过程的时间依赖的多状态模型的精确解是相应的两个状态模型的解决方案的多项式。这使得简单的，在许多情况下，解析描述的时间依赖控制的磁捕获的超冷原子。
1997-07-30 cond-mat physics.atom-ph quant-ph
Quantum State Control via Trap-induced Shape Resonance in Ultracold Atomic Collisions
我们研究了囚禁但分离的超冷原子之间的受控碰撞。用一个依赖于能量的δ函数赝势模型自洽地处理原子间的相互作用，并证明了该模型的有效性。在临界分离处，分子束缚态和陷阱的振动本征态之间可以发生“陷阱诱导的形状共振”。这种共振导致避免了作为分离函数的本征谱的交叉。我们研究如何将这种新的共振用于量子控制。
2003-10-31 cond-mat.soft physics.atom-ph quant-ph
Magnetic tuning of ultracold barrierless chemical reactions
虽然获得双分子化学反应的外场控制一直是物理学和化学的梦寐以求的目标，超精细相互作用和直流磁场在实现这种控制中的作用仍然难以捉摸。我们发展了一个无势垒原子-硅藻化学反应的扩展耦合通道统计理论，并应用它阐明了磁场和超精细相互作用对超冷化学反应Li（$^2\text{S}_{1/2}$）+ CaH（$^2Σ^+$）$\to$ LiH（$^1Σ^+$）+ Ca（$^1\text{S}_{0}$）在一组新开发的从头算势能面上的影响.我们观察到大的磁场效应的反应截面，打开了控制超冷无势垒化学反应的可能性，通过调整选定的超精细状态的反应物与外部磁场。
2019-04-27 physics.atom-ph physics.chem-ph
Bimolecular chemistry in the ultracold regime
原子、分子和光学（AMO）物理技术的进步使简单分子能够冷却到超冷状态（$\lesssim$ 1 mK），并为以前所未有的控制水平研究化学反应提供了机会。本文综述了超低温下双分子化学研究的最新进展。我们首先简要概述了生产，操纵和检测超冷分子的方法。然后，我们调查的实验工作，利用超冷分子的可控性探测和修改他们的远程相互作用。进一步结合使用物理化学技术，如质谱和离子成像，显着提高了超冷反应的检测，并使其在短距离的动力学探索。我们讨论了在低于1 $μ$ K下引发的KRb + KRb $\rightarrow$ K $_2$ + Rb $_2$反应的一系列研究，包括对长寿命复合物的直接观察，通过守恒核自旋对产物转动态控制的演示，以及使用产物的完整量子态分布对统计模型的检验。
2021-06-27 physics.atom-ph physics.chem-ph
Energetics and control of ultracold isotope-exchange reactions between heteronuclear dimers in external fields
我们表明，基态碱金属，碱土金属，镧系元素的两个同位素的同一个原子组成的杂二聚体之间的同位素交换反应是放热的能量变化在1-8000 $\,$ MHz的范围内，从而导致冷或超冷产品。对于这些化学反应，只有一个振转和最多几个超精细可能的产品状态。开放和封闭的反应通道的数量和能量可以通过激光和磁场来控制。我们建议激光诱导的同位素和状态选择性的斯塔克位移控制，以调整放热的同位素交换反应，成为吸热的化学反应性的测试模型，从而提供了地面。本建议开辟了一条道路，研究状态到状态动力学的超冷化学反应超出了普遍的限制，有意义的控制的量子态的反应物和产品。
2015-12-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Controlled state-to-state atom-exchange reaction in an ultracold atom-dimer mixture
超冷分子提供了在接近零度的温度下研究化学反应的绝佳机会。虽然在探索超冷双分子反应方面已经取得了显著的进展，但研究通常限于反应物的总损失率的测量。反应产物的检测将为理解反应机理提供新的思路，并为研究态-态反应动力学提供了独特的机会。在这里，我们报告的放能原子交换反应中的超冷原子二聚体混合物的直接观察。观察到了原子和分子产物，并表征了量子态。通过改变磁场，可以开启或关闭反应，并且可以控制反应速率。该反应是有效的，我们已经测量了状态到状态的反应速率高达$1.1(3)\times10^{-9}$ cm $^{3}/$ s从反应物和产物的时间演变。我们的工作代表了一个可控的量子态选择/分辨超冷反应的实现。所观察到的原子交换反应也是Feshbach分子与费米子原子之间有效的自旋交换相互作用，可以用来实现超冷原子和分子的近藤效应的量子模拟。
2016-11-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Microscopic control and detection of ultracold strontium in optical-tweezer arrays
我们展示了一套工具，中性锶原子的微观控制。我们报告单原子加载到一个阵列的亚波长尺度的光镊，光移自由控制的窄线宽光学跃迁，三维基态冷却，和高保真无损成像的单原子亚波长空间尺度。将目前在单价电子原子中可实现的微观控制扩展到具有更复杂内部结构的物质，如锶，在量子信息科学中开启了大量的机会，包括基于镊子的计量学，新的量子计算架构，以及通往低熵多体物理学的新途径。
2018-10-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ro-vibrational van der Waals interaction between ultracold polar molecules
Institute for Molecules and Materials, Radboud University（分子与材料研究所，拉德堡德大学）
研究超冷极性分子间转动-振动范德瓦尔斯相互作用，利用其强相互作用实现分子费米混合物蒸发冷却，无需外部场屏蔽，与微波屏蔽兼容，可用于多种量子相关研究及稳定光晶格中的费米子分子等。
2026-08-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Controlling the dynamics of ultracold polar molecules in optical tweezers
光镊中捕获的超冷分子在量子技术和精密测量的实现方面显示出巨大的前景。我们研究了一个典型的情况下，两个相互作用的极性分子放置在单独的陷阱控制使用外部电场。例如，这使得量子计算方案成为可能，在该方案中，旋转结构被用于对量子比特状态进行编码。我们估计，典型的操作时间尺度所需的状态工程在几微秒的范围内。我们进一步强调的两体状态的空间结构的重要作用，具有显着的门加速采用陷阱诱导共振的潜力。
2021-12-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Hubbard models with ultracold shielded molecules in optical lattices
Institute for Molecules and Materials, Radboud University（分子与材料研究所，拉德堡德大学）；Department of Physics and Astronomy, Rice University（物理与天文系，莱斯大学）；Smalley-Curl Institute, Rice University（斯马利-柯尔研究所，莱斯大学）
该研究证明超冷屏蔽分子在光学晶格中可实现受控扩展Hubbard模型，通过晶格深度和微波偶极相互作用独立调控格点内与格点间相互作用，并提供能区分掺杂Mott绝缘体中空穴间相互作用的显微镜，对理解超导和奇异金属性有重要意义。
2026-09-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Total control over ultracold interactions via electric and magnetic fields
散射长度通常用于表征超冷原子相互作用的强度，因为它是散射相移的低能扩展中的主要参数。它的值可以通过磁场通过使用费什巴赫共振来修改。然而，有效射程项，这是相移展开中的第二个参数，决定了共振的宽度，并产生了超冷气体的重要性质。仅使用磁场无法独立控制该参数。我们证明，磁场和电场的组合可以用来获得独立的控制这两个参数，从而导致完全控制弹性超冷相互作用。
2007-10-03 cond-mat.other physics.atom-ph
Controlling the Rotational and Hyperfine State of Ultracold $^{87}$Rb$^{133}$Cs Molecules
我们证明了相干控制的超冷，化学稳定的$^{87}$ Rb $^{133}$ Cs分子与外部微波场的旋转和超精细状态。我们创建了一个样本的~2000分子在最低的超精细水平的旋振基态N = 0。在两个相距约23 G的磁场中，我们测量了N = 1态8个不同超精细能级的跃迁频率。我们确定的旋转和超精细耦合常数，同意与以前的计算准确的值。我们观察拉比振荡的每个过渡，允许完整的人口转移到选定的超精细水平N = 1。随后施加第二微波脉冲允许将分子转移回到N = 0的不同超精细水平。
2016-08-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherent control with shaped femtosecond laser pulses applied to ultracold molecules
报道了利用整形飞秒激光脉冲对磁光阱中超冷铷二聚体激发过程的相干控制。进化策略应用于反馈回路中，以优化Rb 2分子的光激发，其随后经历电离或碎片化。与相同脉冲能量的未整形脉冲相比，通过在特定频谱分量之间分配能量来获得所得脉冲的优越性能。对超冷系综的相干控制的演示为积极影响分子量子气体中的基本光诱导过程开辟了一条道路。
2005-11-30 physics.atom-ph
Quantum-State Controlled Penning Ionization Reactions between Ultracold Alkali and Metastable Helium Atoms
在一个超冷的，光学捕获的混合物的$^{87}$ Rb和亚稳的三重态$^4$ He原子，我们研究了陷阱损失不同的自旋态组合，其中种间潘宁电离是主要的两体损失过程。我们观察到长的捕获寿命的纯四重态的自旋状态组合，表明强烈抑制潘宁电离损失至少两个数量级。对于其他自旋混合物，我们观察到短的寿命，线性依赖于入口通道的双重字符。我们比较提取的损失率系数与最近的预测多通道量子亏损理论的反应碰撞，涉及一个强放热损失通道，并发现近普遍的双重散射损失。我们的工作表明，控制反应碰撞的内部原子状态的准备。
2016-11-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
An optical tweezer array of ultracold polyatomic molecules
本研究展示了超冷多原子分子CaOH的光镊阵列，实现了内部量子态的量子控制与高保真度成像，为量子模拟和超冷化学等应用奠定基础。
2023-11-13 physics.atom-ph quant-ph
A Customizable Modular Control System for Ultracold Experiments
本文为超冷原子实验实现了一套开源的模块化控制系统，包含生成同步信号的硬件模块、通信协议及可从声明表自动生成实验序列的软件，支持在其他平台上适配和定制。
2024-08-24 physics.atom-ph physics.ins-det
Microwave-assisted coherent control of ultracold polar molecules with a ladder-type rotational states
我们已经证明了微波辅助相干控制超冷$^{85}$ Rb $^{133}$ Cs分子的梯型配置的旋转状态。探测微波（MW）场用于耦合较低状态$X^1Σ^+(v=0, J=1)$和中间状态$X^1Σ^+(v=0, J=2)$，而控制MW场耦合中间状态和较高状态$X^1Σ^+(v=0, J=3)$。在控制场的存在下，控制MW场可以减少中间转动态$X^1Σ^+(v=0, J=2)$的布居。在此相干谱的光谱分裂和移动的中心频率的加宽被观察到依赖于拉比频率的控制MW场。应用Akaike的信息准则，我们得出结论：随着控制场Rabi频率的增加，我们观测到的相干谱发生在电磁感应透明和Aulter-Townes分裂的交叉区。我们的工作是微波辅助量子控制多能级超冷极性分子的一个重要进展，也为基于超冷分子的量子信息研究提供了巨大的潜力。
2020-09-25 physics.atom-ph
Non-destructive Faraday imaging of dynamically controlled ultracold atoms
我们描述了一种基于空间分辨法拉第旋转暗场成像的超冷原子云无损测量方法。的信噪比进行了理论分析，在没有实验缺陷的情况下，灵敏度极限被发现是相同的其他传统的色散成像技术。激光失谐量，原子密度和温度的依赖性的特点是在一个详细的比较与理论。由于低破坏性，同一云的空间分辨图像可以获得多达2000次。该技术被应用于避免拍摄到拍摄原子数校准波动的影响，演示单次运行的矢量磁场成像和单次运行的系统的动态行为的空间成像。这表明，该方法是一个有用的工具，静态和动态变化的性质的超冷原子云的表征。
2013-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
External field control of spin-dependent rotational decoherence of ultracold polar molecules
我们确定超冷极性分子的捕获条件，其中对内部状态经历相同的捕获电位。这样的条件可以确保显著降低超冷样品中不可避免的不均匀性的有害影响。特别是，我们调查的内部旋转和超精细量子态的超冷费米子基态$^{40}$ K $^{87}$ Rb极性分子，当静磁场，静电场，和陷阱激光场同时施加。理解改变这三个场的相对取向或偏振的效果对于从两个或更多个旋转振动态构建无退相干子空间至关重要。此外，我们评估在这些领域的存在下，这将允许控制分子之间的相互作用在不同的网站的光晶格和研究的相互作用各向异性的影响的能力，纠缠极性分子的诱导偶极矩的分子。
2013-02-25 physics.atom-ph
Coherent Manipulation of Orbital Feshbach Molecules of Two-Electron Atoms
近年来，超冷分子受到越来越多的关注。与超冷原子相比，它们具有一些独特的性质，使它们成为在从量子模拟到量子传感和计量学等多个领域实现新量子技术应用的完美候选者。特别是，双电子原子（如锶或镱）的超冷分子也继承了这些原子物种的特殊性质，最重要的是通过直接激发光学时钟跃迁获得亚稳态电子状态的可能性，具有最终的灵敏度和准确性。本文报道了两个不同电子（轨道）态的费米子$^{173}$ Yb原子$^1$ S $_0$和$^3$ P $_0$在不同自旋和电子态原子的散射共振（称为轨道费什巴赫共振）附近的分子束缚态的产生和相干操纵。我们通过观察几个光缔合和光解离循环，证明了在三维光晶格中，轨道分子可以从基态原子的气体开始相干光缔合。我们还显示了通过使用拉曼辅助转移交换形成分子的原子之一的核自旋来相干控制分子内部状态的可能性，从而展示了这些分子束缚态的强大操纵和检测工具。最后，通过利用这种特殊的检测技术，我们提供了第一个信息的分子状态的寿命在多体设置，铺平了道路，对未来的调查强烈相互作用的费米气体在一个尚未探索的制度。
2018-10-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
The atom and atom scattering model to control ultracold collisions
本文介绍了一种改进的静态交换模型，它可以用来控制弹性s波散射长度，以研究冷原子与原子的相互作用。该理论除了考虑短程交换力外，还考虑了长程范德华相互作用。将该模型应用于Ps-H系统，研究了超冷能下的费什巴赫共振，即s波弹性相移和相应的截面。这些与使用静态交换模型获得的数据进行比较。当我们改变原子间的间距，即偶极-偶极相互作用的强度时，观察到一个非常有趣的特征。
2012-10-07 physics.atom-ph
Observation of Feshbach resonances between a single ion and ultracold atoms
在单个量子水平上控制物理系统及其动力学推动了基础科学和量子技术。被囚禁的原子和分子系统，中性的和带电的，是量子科学的前沿。它们非凡的控制水平在量子信息处理和量子精密测量中的众多应用中得到了证明。研究这些系统在混合原子-离子阱中结合时的长程相互作用已经产生了具有里程碑意义的结果。然而，达到超冷状态时，量子力学主导相互作用，例如，从而获得可控的散射共振。在这里，我们证明了离子和原子之间的费什巴赫共振，使用磁调谐$^{138}$ Ba $^{+}$离子和$^{6}$ Li原子之间的相互作用。我们调整实验参数来探测不同的相互作用过程-首先，增强三体反应和相关的损失，以确定共振，然后使两体相互作用占主导地位，以调查离子的交感冷却在超冷原子浴。我们的研究结果提供了更深入的了解原子-离子相互作用，使访问复杂的多体系统和实验量子模拟的应用。
2021-05-19 physics.atom-ph quant-ph
Ultracold giant polyatomic Rydberg molecules: coherent control of molecular orientation
我们预言了一类由囚禁的超冷里德伯原子和极性分子形成的超冷巨分子的存在。导致这种分子形成的相互作用是各向异性电荷-偶极相互作用（$a/R^2$）。我们发现，突出的候选分子，如KRb和氘代羟基（OD）应绑定到里德堡铷原子，能量$E_b\simeq 5-25$ GHz的距离$R\simeq 0.1-1 \ μ$ m。这些分子在双阱中形成，模仿手性分子，每个阱含有特定的偶极取向。我们制备了一组相关的修饰电子偶极本征态，用于共振拉曼方案中相干控制偶极取向，并创建猫状纠缠态的极性分子。
2010-03-10 physics.atom-ph
Coherent control of diffuse light dynamics in an ultracold atomic gas
我们表明，相干多重光散射，或漫射光传播，在无序的原子介质中，在超低温下制备，可以有效地延迟在一个强的控制领域启动受激拉曼过程的存在。在相对较短的时间尺度上，当原子系统可以保持其配置并且可以忽略原子运动的影响时，通过多次相干散射通过介质扩散传播的散射信号脉冲可以通过其受激拉曼型转换为自旋相干性而存储在自旋子系统中。我们演示了这种机制，潜在的兴趣开发量子存储器，将工作的例子中的相干光脉冲传播通过碱金属原子蒸气在典型的条件下，在实验中获得的超冷原子。
2011-03-16 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Controlling the scattering length of ultracold dipolar molecules
通过对偶极分子的第一激发旋转态施加圆极化和轻微蓝失谐的微波场，可以在两个碰撞伙伴的入口通道中设计长距离浅势阱。随着外加微波交流场的增加，长程阱变深，并能支持一定数量的束缚态，从而使分子-分子散射长度由较大的负值变为较大的正值.我们采用了一维的方法，其中的分子被描述由一个重新缩放的旋转常数$\tilde{B} = B/s_{E_3} $，其中$s_{E_3}$是一个特征的偶极能量。我们发现，分子与$\tilde{B} > 10^8$是免疫任何淬火损失时，施加足够的交流场，弹性淬火过程的比例可以达到值以上$10^3$，和散射长度的值和符号可以调整。与超冷原子类似，控制分子散射长度的能力为超冷分子的丰富、强关联、多体物理学打开了大门。
2018-06-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ultracold molecules from ultracold atoms: a case study with the KRb molecule
冷原子或分子的超冷碰撞使得由两个碰撞物质形成的碰撞复合物的束缚态可用于冷物质或复合物的控制和操纵。这种共振最好用共振散射理论来处理，该理论在超冷领域可以利用长程势的性质和多通道量子缺陷理论的方法。通过对40K87Rb分子的阈值散射态和束缚态的耦合道计算，说明了用长程势的量子亏损理论的思想和方法，同时也证明了束缚态在整个光谱中的自旋性质.
2009-01-15 physics.atom-ph physics.chem-ph
Controlling ultracold Rydberg atoms in the quantum regime
讨论了超冷原子物理学实验中常用的磁Ioffe-Pritchard阱中里德伯原子的性质。导出了原子的哈密顿量，并证明了紧陷阱是如何改变原子与磁场的耦合的。我们在给定的n维流形中求解了系统的薛定谔方程，并证明了对于足够大的Ioffe场强，2n^2维耦合薛定谔方程系统衰减为几个控制质心运动的解耦多分量方程。对完全量子化的质心和电子态进行了分析。特别是，我们讨论的情况下，紧质心限制概述的程序，以产生一个低维的超冷里德伯气体。
2006-10-23 physics.atom-ph
Quantum-State-Controlled Collisions of Ultracold Polyatomic Molecules
该研究测量并理论计算了不同量子态超冷CaOH分子的非弹性碰撞速率，揭示排斥性长程势的屏蔽作用，为多原子分子蒸发冷却至量子简并奠定基础。
2025-05-14 physics.atom-ph
High-resolution Internal State Control of Ultracold $^{23}$Na$^{87}$Rb Molecules
我们报道了对超冷$^{23}$ Na $^{87}$ Rb分子内部状态的完全控制，包括振动、转动和超精细自由度。从一个弱束缚Feshbach分子的样品出发，利用高效率、高分辨率的受激拉曼绝热通道，实现了分子在振转基态和激发态的单超精细能级的产生.从振转和超精细基态，我们演示了旋转和超精细控制与单光子和双光子微波光谱。这一完全控制分子内部状态的成就为研究态依赖的分子碰撞和态控制的化学反应铺平了道路。
2017-12-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Enhanced quantum control of individual ultracold molecules using optical tweezer arrays
本文开发了一套光镊阵列技术，实现了对单个极性分子的高效量子控制与读出，并展示了多转动态微波控制、位置分辨寻址及无缺陷阵列制备，为规模化分子量子科学应用奠定了基础。
2024-01-25 physics.atom-ph quant-ph
Coherent Control of Ultracold Collisions with Chirped Light: Direction Matters
我们展示了在纳秒时间尺度上利用频率啁啾光相干控制超冷Rb原子碰撞的能力。对于某些中心频率的啁啾，由负啁啾光引起的非弹性陷阱损耗碰撞的速率相比，正啁啾的情况下显着抑制。我们将此归因于系统中的基本不对称性：激发波包总是在吸引分子势上向内移动。对于正啁啾，共振条件随时间向外移动，而对于负啁啾，它向内移动，与激发的波包方向相同;这允许波包和光之间的多次相互作用，使波包能够相干地返回到基态。经典和量子计算支持这种解释。
2006-12-07 physics.atom-ph
Ultracold Molecular Assembly
由于原子和分子的波动性质，化学反应在超冷温度（< 1mK）下可以令人惊讶地有效。超冷区反应的研究是原子和分子物理学中发展起来的冷却和捕获技术的一个新的研究前沿。此外，超冷分子气体，提供不同的分子内部状态和大的电偶极相互作用后，寻求强相互作用的多体量子物理学的研究。在这里，我们提出了一种新的方法来生产超冷分子的绝对内部和运动的量子基态，其中单个分子组装一个接一个的单个原子。该方案包括激光冷却、光阱、拉曼边带冷却和相干分子态转移。作为一个关键的初始步骤，我们展示了组成原子的量子控制，包括单个Cs原子的3D基态冷却，在一个简单的装置。随着激光技术向更短波长发展，更多的原子将适合激光冷却，从而允许更多样化，最终更复杂的分子在完全量子控制下组装。
2017-01-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Laser-Assisted Self-Induced Feshbach resonance for ultracold polar molecule formation
我们提出了一种新的费什巴赫共振，它发生在两个处于基态的不同超冷原子在连续激光作用下发生s波碰撞时。原子在分子电子基态的解离连续区中碰撞，该解离连续区通过光耦合到相同电子基态的振转能级：我们将其命名为激光辅助自诱导费什巴赫共振（Laser-Assisted Self-Induced Feshbach Resonance，LASIFR）。这种机制，适用于所有极性分子，分析的例子超冷87 Rb和84 Sr原子，其中的激光频率落在太赫兹范围内。通过控制激光频率和强度，可以使近距离的原子对几率密度大大增加，从而极大地增加了通过受激快速绝热通道（STIRAP）向绝对基态能级转移的原子对数目. LASIFR结果在STIRAP过程的泵浦跃迁中观察到标准的Fano分布，并且也有希望用于在没有原子损失的情况下光学控制种间散射长度。
2019-02-01 physics.atom-ph quant-ph
Molecules Near Absolute Zero and External Field Control of Atomic and Molecular Dynamics
本文综述了冷分子和超冷分子领域的最新研究进展，并证明了在亚开尔文温度下分子的化学反应、非弹性碰撞和解离可以通过外加电场或磁场来操纵。超冷分子的产生可以允许具有极高精度的光谱测量和自然基本对称性的测试，以分子作为量子比特的量子计算和受控化学。在接近零开尔文的温度下，化学反应和碰撞能量转移的概率可能非常大。超冷原子和分子的碰撞能比实验室中可用的外部电场或磁场相互作用引起的扰动小得多。因此，外部场可用于诱导弱结合分子的解离，刺激禁戒电子跃迁，抑制传出反应通道中的离心屏障效应或调谐增强化学反应性的费什巴赫共振。
2005-09-09 physics.atom-ph physics.chem-ph
Selective quantum Zeno effect of ultracold atom-molecule scattering in dynamic magnetic fields
我们证明了利用多个频率的动态磁场可以有选择地产生原子与分子之间的超冷散射的终态。动态磁场控制的机制是基于所选散射通道的广义量子芝诺效应。特别是，我们使用的原子-分子自旋翻转散射表明，在非弹性散射中的分子的选定的最终自旋投影的过渡可以被抑制的Floquet工程的初始和最终状态之间的耦合的动态调制。
2021-12-14 physics.atom-ph quant-ph
Theoretical model for ultracold molecule formation via adaptive feedback control
我们研究了振幅和相位调制的飞秒激光脉冲对超冷分子的泵浦-转储光缔合作用。为此，我们建立了光-物质相互作用的微扰模型，并结合遗传算法对激光脉冲形状进行了自适应反馈控制。该模型被应用到形成的85 Rb 2分子的磁光阱。我们发现优化的脉冲形状的改善基态分子的形成超过一个因素的10相比，未成形的脉冲在相同的泵浦转储延迟时间，并通过40%相比，未成形的脉冲在各自的最佳泵浦转储延迟时间。由于我们的模型直接产生的频谱振幅和相位的优化脉冲，结果是直接适用于脉冲整形实验。
2006-07-31 physics.atom-ph
Complete unitary qutrit control in ultracold atoms
本文在超冷 $^{87}$Rb 原子中编码中性原子量子三态，仅用两个共振微波音调实现任意单量子三态 SU(3) 门，并通过两套门集表征 Walsh-Hadamard 傅里叶变换，验证了其作为高维量子信息处理平台的潜力。
2023-11-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spin controlled atom-ion inelastic collisions
中性原子间超冷碰撞的控制是一个广泛而成功的研究领域。开发的工具允许使用磁场、光场和碰撞粒子的自旋状态操纵等方法来管理超冷化学反应。超冷原子-离子碰撞中化学反应的控制是一个年轻而又不断发展的研究领域。最近，碰撞能和离子电子态被用来控制原子-离子相互作用。在这里，我们展示了自旋控制的原子-离子非弹性过程。在我们的实验中，自旋交换和电荷交换反应在超冷Rb-Sr $^+$混合物中由原子自旋状态控制。我们准备了一团处于单一超精细自旋态的原子云。原子和离子之间的自旋交换碰撞随后改变了离子的自旋。电子转移只允许（RbSr）$^+$在单重态流形中碰撞。初始化不同自旋状态的原子会影响碰撞波函数与单重态分子流形的重叠，因此也会影响反应速率。我们的实验表明，通过制备不同自旋态的原子，可以改变与理论预测一致的电荷交换率。
2017-09-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
