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。
英文摘要:
The electric dipole moment of the electron (eEDM) can be measured with high precision using heavy polar molecules. In this paper, we report on a series of new techniques that have improved the statistical sensitivity of the YbF eEDM experiment. We increase the number of molecules participating in the experiment by an order of magnitude using a carefully designed optical pumping scheme. We also increase the detection efficiency of these molecules by another order of magnitude using an optical cycling scheme. In addition, we show how to destabilise dark states and reduce backgrounds that otherwise limit the efficiency of these techniques. Together, these improvements allow us to demonstrate a statistical sensitivity of $1.8 \times 10^{-28}$ e cm after one day of measurement, which is 1.2 times the shot-noise limit. The techniques presented here are applicable to other high-precision measurements using molecules.
Probing interactions between Rydberg atoms with large electric dipole moments in amplitude modulated electric fields
实验研究了主量子数为$n=53$的里德堡-斯塔克态氦原子间的偶极-偶极相互作用,以及由诱导电偶极矩约为7900 D引起的近似线性斯塔克能移.实验在脉冲超音速亚稳态氦束中进行,粒子数密度高达$\sim10^9$ cm $^{-3}$。在振幅调制,射频电场的存在下,已观察到的光谱强度分布的变化与过渡到这些状态,归因于偶极-偶极相互作用内的合奏激发原子。实验结果与用Floquet方法计算的里德伯能级结构非常吻合,激发最多可由4个原子共享。使用这些里德堡-斯塔克态作为传感器的非共振宽带射频电噪声进行了讨论。
Electric-field induced dipole blockade with Rydberg atoms
高分辨激光斯塔克激发超冷铯原子的np(60 < n < 85)里德堡态,有效地阻断了长程偶极-偶极相互作用的激发.偶极阻断效应被观察为里德伯激发的淬灭,取决于由外部电场诱导的偶极矩的值。最终的离子,可以匹配偶极封锁效应的影响进行了详细讨论,但排除了我们的实验条件。相互作用的里德伯原子的激发的解析和蒙特卡罗模拟与实验一致,表明最近邻的里德伯原子的主要作用。
The prospects for an electron electric dipole moment search with ferroelectric (Eu,Ba)TiO$_3$ ceramics
我们建议使用铁电体(Eu,Ba)TiO $_3$陶瓷刚好高于它们的磁有序温度,用于灵敏的电子电偶极矩搜索。我们已经合成了一些这样的陶瓷与不同的Eu浓度和测量其相关的性能,这样的搜索:磁导率,磁化噪声,和铁电磁滞回线。我们的测量结果表明,与Eu $_{0.5}$ Ba $_{0.5}$ TiO $_3$的电子电偶极矩的搜索应导致一个数量级的改善电流的最佳限制。
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
Ultracold rare-earth magnetic atoms with an electric dipole moment
我们提出了一种新的方法来产生超冷镝原子的电和磁偶极气体。在17513.33 cm $^{-1}$和电子角动量$J=10$处,以及在17514.50 cm $^{-1}$和$J=9$处,一对具有相反宇称的近简并能级可以与外部电场混合,从而在实验室坐标系中诱导出电偶极矩。对于与当今实验相关的场振幅,我们预测磁偶极矩高达13玻尔磁子,电偶极矩高达0.22德拜,这与碱金属晶体获得的值相似。当存在磁场时,我们证明了电偶极矩强烈地依赖于磁场之间的角度。场混合能级的寿命在毫秒范围内,从而允许适当的实验检测和操纵。