Evolution of atomic optical selection rules upon gradual symmetry lowering
对于具有理想对称性的原子和晶体，电子跃迁的光学选择规则在物理教科书中有很好的介绍。然而，在物质系统的研究中，人们经常遇到具有弱扭曲对称性的系统。洞察力和直觉如何光学选择规则的变化时，一个理想的对称性逐渐扭曲，然而，在文献中很少提到。我们在这里提出了一个详细的分析如何逐渐对称性畸变导致一个完整的改变光学选择规则。作为一个模型系统，我们考虑了氢原子的$1s$和$2p$子能级之间的跃迁，这些子能级由于在其环境中放置带电粒子而发生畸变。在增加的失真，部分的光学选择规则演变从圆形通过椭圆形的线性字符，与允许和禁止之间的过渡的相关演变。我们的演讲结合了分析方法与数值模拟的定量结果，从而提供了如何演变发生的扭曲的强度的函数的见解。
2018-10-15 cond-mat.other physics.atom-ph physics.chem-ph
A Prototype of a Compact Rubidium-Based Optical Frequency Reference for Operation on Nanosatellites
基于原子蒸气光谱学的星载光学频率基准可作为小型光学原子钟的一个组成部分，从而可推进全球导航系统，或可作为冷原子梯度仪激光系统的一部分用于地球观测任务。纳米卫星提供低发射成本、多种部署机会和短有效载荷开发周期，使光学频率基准和空间基础关键技术迅速成熟。为了在这样一个平台上进行在轨演示，我们开发了一个CubeSat-compatible的基于铷中D2跃迁的光学频率基准原型。在1 s平均时间下，频率不稳定度为1.7e-12。光学模块体积为35 cm^3，重量为73 g，功耗为780 mW。
2021-05-05 physics.atom-ph physics.ins-det
Site-dependent selection of atoms for homogeneous atom-cavity coupling
我们展示了一种方法，以获得均匀的原子-腔耦合通过选择和保持$^{87}$ Rb原子附近的最大耦合腔的驻波模式。我们选择原子施加AC斯塔克位移的基态超精细微波跃迁频率与光注入腔。然后，我们诱导自旋翻转与微波是共振的原子，接近最大耦合到感兴趣的腔模式，之后，我们使用辐射压力从腔中删除所有的原子在初始自旋状态。在原子-腔耦合中实现更大的均匀性将潜在地增强纠缠产生、原子跃迁的腔内驱动、腔光力学和量子模拟。这种方法可以很容易地扩展到其他原子物种的微波或光学跃迁。
2021-04-02 physics.atom-ph quant-ph
I.C.E.: An Ultra-Cold Atom Source for Long-Baseline Interferometric Inertial Sensors in Reduced Gravity
目前的原子干涉惯性传感器的准确性和精确度与使用基于人工制品的测试质量的最先进的传统设备相媲美。原子传感器非常适合重力惯性场的基本测量。检验引力理论所需的灵敏度可以通过延长干涉仪的基线来实现。移民和海关执法局（Interférométrie Cohérente pour l'Espace）干涉仪旨在通过减少重力在紧凑的设备中实现长的询问时间。我们已经在飞机抛物线飞行中测试了冷原子源。我们表明，这种环境是兼容的自由落体干涉测量使用高达4秒的询问时间。我们提出了下一代装置使用简并气体的低释放速度的原子源在空间实验。
2007-05-22 cond-mat.other physics.atom-ph
Nonclassical photon pairs from warm atomic vapor using a single driving laser
非经典光场的产生是量子光学研究和量子信息技术应用的重要手段。基于热原子蒸气中的自发四波混频过程，提出了非经典关联光子对源的实现方法。原子仅由单束激光以逆反射方式激发，并采用窄带频率滤波来选择关联光子对。通过分析光场的统计特性，证明了产生的光场的非经典性。所提出的源的测量参数的承诺进一步适用于有效的相互作用与原子系综。
2017-12-01 physics.atom-ph quant-ph
Magic Velocity Selection in Atom Interferometry
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
该研究针对原子干涉仪中速度与位置相关性导致的系统误差，确定了速度选择的“魔术”失谐，可抑制约10毫弧度的系统相位偏移，助力实现十亿分之一精度的高分辨率原子干涉测量。
2026-08-24 physics.atom-ph
Search for exchange-antisymmetric two-photon states
原子双光子J=0 $\leftrightarrow$ J '= 1跃迁对于相同能量的光子是禁止的。这个选择规则与光子服从玻色-爱因斯坦统计的事实有关。我们通过研究Ba原子中的跃迁来寻找对这一选择定则的微小违反。我们对光子处于交换反对称态的概率$v$设置了一个限制：$v<1.2\cdot10^{-7}$。
1999-09-25 physics.atom-ph
Site-selective preparation of two-dimensional dipolar quantum gases in an optical beat-note lattice
Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI), Österreichische Akademie der Wissenschaften（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学实验物理系）
本文提出一种全光学方法，通过空间选择性参量加热，在拍频超晶格中实现冷各向异性原子单层和双层的确定性空间选择，从而实现高分辨率显微镜下二维各向异性量子气体的稳定制备。
2026-08-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Forbidden atomic transitions driven by an intensity-modulated laser trap
光谱学是理解和操纵量子系统（如原子和分子）的重要工具。描述光谱学的模型包括多极场相互作用，这导致建立光谱选择规则，以及在该领域中二次的相互作用，这通常被忽略。然而，使用二次（有质动力）相互作用的光谱比使用多极场相互作用的光谱有两个显著的优点：灵活的跃迁规则和大大提高量子系统的空间寻址能力。第一次，我们证明有质动力光谱使用光学晶格捕获的里德伯原子，脉动的晶格光在微波频率，并驱动微波原子跃迁，否则将被禁止建立光谱选择规则。这种测量以前无法测量的跃迁频率的新能力，使改进原子特性和物理学基础常数的测定成为可能。在空间域中，有质动力光谱的分辨率比跃迁频率（和相应的衍射极限）所建议的要好几个数量级，在量子控制和计算应用中的密集粒子阵列中有希望实现单点寻址。未来的技术进步可能使有质动力光谱学扩展到基态原子和被困分子。
2014-09-14 physics.atom-ph
Excitation of an Atom by Twisted Photons
扭曲光子态，或在运动方向上具有大（$> \hbar$）角动量投影的光子态，可以光激发不同量子数的原子终态。如果光子对称轴与原子的中心重合，则存在已知的选择规则，该规则要求光子的量子数与光激发态之间精确匹配。更一般的情况下，任意位置的光束放宽了选择规则，但产生的最终原子态的量子数分布是新颖的，不同于平面波光子产生的最终态。以氢原子为例进行了数值计算。
2013-03-30 hep-ph physics.atom-ph physics.optics
Engineering Atomic Quantum Reservoirs for Photons
我们提出的协议创建纠缠态的两个模式的电磁场，通过使用一束原子交叉微波谐振器。原子被横向经典场驱动，并将相关光子泵入（i）腔的两个模式和（ii）两个远距离腔的模式。该协议是基于一个随机的动力学，其特征在于随机到达时间的原子和原子和腔模式之间的随机相互作用时间。由此产生的有效模型产生一个主方程，其稳态是腔模的纠缠态。在这方面，原子就像一个量子库，将腔模拉入纠缠的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）态，其纠缠程度由横向场的强度和频率控制。该方案对原子束中的随机波动具有鲁棒性，并且不需要原子检测也不需要速度选择。
2010-04-06 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
XUV+IR photoionization of argon atoms: selection of sideband orders
我们提出了一个理论研究的原子电离由于XUV脉冲在红外激光的存在。在强场近似下，考虑到跃迁矩阵的周期性和对称性，我们证明了光电子谱可以用一个（或半个）红外周期的贡献来描述。这些对称性和周期性的特性影响了选择规则，这些规则破坏性地取消了某些边带顺序，而有利于其他边带顺序。特别地，我们分析了氩在极化矢量和光电子动量方向的四种几何排列下的光电离。
2019-09-10 physics.atom-ph physics.optics
Driving forbidden transitions in the fluxonium artificial atom
由于原子服从不同的可能对称性，原子系统显示出丰富多样的量子动力学。这些对称性导致了对原子系统的量子控制至关重要的选择规则。超导人造原子主要由宇称对称性控制。其相应的选择规则限制了可以使用电磁电路在其最佳相干操作点（“甜蜜点”）构建的量子系统的类型。在这里，我们使用人工原子和它的读出谐振器之间的三阶非线性耦合来驱动由奇偶选择规则禁止的跃迁，以线性耦合到微波辐射。一个λ型系统出现在这些新的可访问的过渡，在这里实现的fluxonium人工原子耦合到它的“天线”谐振器。我们证明了相干操纵的磁通人工原子在其甜蜜点受激拉曼跃迁。这种类型的跃迁使得能够创建新的量子操作，例如控制和读出物理保护的人工原子。
2018-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Breakdown of atomic hyperfine coupling in a deep optical-dipole trap
实验研究了深光偶极阱中原子超精细耦合的破坏。单色激光光谱在单个$^{87}$ Rb原子的共振线处进行，陷阱波长为1064 nm。超精细击穿的证据来自三个观测，即陷阱强度上的跃迁频率的非线性依赖性，小强度退化的分裂线，以及在没有超精细击穿的情况下驱动选择规则禁止的跃迁的能力。从这些数据中，我们推断出了$5P_{1/2}$态的超精细区间以及$5P_{3/2}$态的标量和张量极化率。
2015-11-19 physics.atom-ph
Interaction of twisted light with free twisted atoms
ITMO University（ITMO大学）；Petersburg Nuclear Physics Institute of NRC “Kurchatov Institute”（核科学研究所“库尔恰托夫研究所”圣彼得堡核物理研究所）
研究结构光与原子的吸收和散射，展示涡旋光在近完美效率下将轨道角动量传递给原子质心，且通过偏移量控制OAM分布，同时展示原子的横向 recoil 及其双效应。
2026-07-14 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Gas Mixtures and Dual-Species Atom Interferometry in Space
本研究利用国际空间站冷原子实验室的升级能力，首次在太空中同时制备了双物种玻色-爱因斯坦凝聚并实现了双物种原子干涉测量，为在空间进行自由落体普适性量子测试及基础物理研究奠定了重要基础。
2023-06-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Composite pulses in Hyper-Ramsey spectroscopy for the next generation of atomic clocks
基于中性原子系综或单离子的下一代原子频率标准将在计量学、应用物理学和基础物理学方面提供非常严格的测试，这需要在非常精确地控制外部系统校正方面迈出新的一步。在第8届频率标准和计量研讨会的会议记录中，我们提出了一个概括的最近的超拉姆齐光谱与分离的振荡领域，使用复合脉冲，以抑制由询问激光本身引起的场频移。激光脉冲的序列，包括特定的选择的相位，频率失谐和持续时间进行了详细说明，以产生光谱信号与强烈减少的光移扰动的非共振状态。基于原子、离子、分子和原子核的弱允许或完全禁戒跃迁的新光学钟将受益于这些广义Ramsey方案，以达到远低于10 $^{-18}$水平的相对精度。
2016-03-02 physics.atom-ph
Refine coherent control of atomic qubits via wave-function approach conditioned on no-decay
本文通过无衰变条件下的波函数方法修正薛定谔方程，研究自发辐射对量子逻辑门保真度的影响，并针对原子量子比特平台的门操作与读出过程提出精化相干控制方案。
2025-09-24 physics.atom-ph physics.comp-ph quant-ph
Off-axis excitation of hydrogenlike atoms by twisted photons
我们证明了当扭曲光子束的对称轴与原子靶的中心不重合时，扭曲光子态或在运动方向上具有大的（$> \hbar$）角动量投影（$m_γ$）的光子态可以光激发类氢原子的原子能级，这些能级是新颖的、独特的，并且不受$m_γ$的限制.给出了选择规则，并指出了上述过程的有趣的影响和可观的。
2013-09-25 hep-ph physics.atom-ph physics.optics
Imaging the source of high-harmonics generated in atomic gas media
我们报告的应用程序的时间选通离子显微镜技术在线访问的位置产生的谐波源原子气体介质。这是通过将谐波源的空间极紫外（XUV）强度分布映射到空间离子分布上来实现的，所述空间离子分布是通过原子的单光子电离在所生成的XUV束的单独焦体积中产生的。研究发现，谐波源的位置取决于谐波发生气体介质和驱动红外光束焦点的相对位置。特别是，通过相对于IR光束焦点平移气体介质，可以在线获得不同的虚拟源位置。对这种在线源定位的访问允许更好的控制，并在电子轨迹的选择很重要的实验中提供增加的可能性。本研究还提供了定量的信息，这是连接到发散，相干性和光子通量的谐波。最后，它构成了一个精确的直接方法，为不同的阿秒计量技术提供互补的实验信息。
2019-05-28 physics.atom-ph
