Scaling behaviour of the ground-state antihydrogen yield from CTMC simulation as a function of positron density and temperature
反氢的生产已经达到了这样一个水平，精确的光谱测量其性质是可以达到的。特别是，基态水平的人口是反氢光谱实验的主要兴趣。正电子密度和温度的基态产量的依赖性是复合，碰撞和辐射过程之间的相互作用的结果。考虑到主量子数n=15或更低的反氢原子在1ms内迅速级联到基态的事实，采用这种态的数目作为有用反氢原子的度量。研究发现，有用反氢产额的标度行为随正电子密度和正电子温度的不同而不同。
2019-05-08 physics.atom-ph
Hyperfine spectroscopy of hydrogen and antihydrogen in ASACUSA
欧洲核子研究中心反质子减速器的ASACUSA合作旨在精确测量反氢基态超精细结构，作为基本CPT对称性的测试。反氢原子束在CUSP阱中形成，经过拉比型光谱学，并在专用的反氢探测器中检测到下游。并行地进行使用偏振氢束的测量，以调试光谱装置并进行标准模型扩展（SME）的参数测量。本文综述了反氢谱学的现状，介绍了美国反氢谱学协会（ASACUSA）的进展。
2018-12-16 physics.atom-ph
Laser stimulated deexcitation of Rydberg antihydrogen atoms
反氢原子通常在欧洲核子研究中心以广泛的里德伯态形成。基态反原子，那些对精确测量有用的，最终通过自发衰变产生。然而，由于里德伯态的寿命很长，基态反氢原子的可用数量很少，特别是对于依赖于产生反氢原子束的实验。因此，有效地激发衰变以保留更高比例的基态原子用于测量是非常重要的。我们提出了一种方法，最佳地混合的高角动量状态与低的，能够刺激，使用宽带频率激光，去激发向低的状态，然后自发地衰减到基态。我们评估的方法在现实的反氢实验条件。例如，从电荷交换机制形成的$n=20-30$流形中原子的初始分布开始，我们证明了在828 nm产生2 J的激光作用下，超过80%的反氢原子在100 ns内被退激到基态.
2018-12-17 physics.atom-ph
Induced THz transitions in Rydberg caesium atoms for application in antihydrogen experiments
反氢原子在欧洲核子研究中心以高激发里德堡态产生。然而，精确的测量需要反原子处于基态。尽管目前的实验仅依赖于自发发射，但模拟表明，THz光可用于刺激向基态的衰变，从而增加可用于测量的反原子的数量。我们审查不同的可能性在手产生光的太赫兹范围内所需的目的受激去激。我们展示了黑体型光源的效果，然而，这对于该应用存在缺点，包括强光电离。此外，我们报告的第一个太赫兹光混合器诱导的里德伯铯原子的光束中的跃迁，并得出结论与反氢的情况下的结果的影响。
2021-01-26 physics.atom-ph
Formation Of A Cold Antihydrogen Beam in AEGIS For Gravity Measurements
通过使用非均匀电场在AEGIS实验中的反氢束的形成进行了讨论和模拟结果，包括装置的几何形状和有关反氢初始条件的现实假设。得到的速度分布符合重力实验的要求。特别是它示出的不均匀的电场提供径向冷却的光束在加速过程中。
2008-05-30 gr-qc physics.atom-ph
Formation of antihydrogen in antiproton - positron collision
提出了一种利用反质子和正电子在等离子体中的三体复合（TBR）机制或在反质子和正电子的碰撞中形成反氢基态和激发态（2s，2 p）的量子力学方法.微分（DCS）以及总（TCS）形成截面的变化作为一个功能的入射能量的活动和旁观者的正电子进行了研究。与其他导致反氢的过程相比，在TBR过程中，在非常低的入射能量下发现显著大的截面。本形成截面随正电子能量（温度）的增加而减小，但没有简单的幂律可以预测，因为它覆盖了整个能量范围，定性地证实了实验结果。形成截面被发现是高得多的两个正电子的能量不相等的能量比相等的能量，正如物理预期的。
2008-03-27 physics.atom-ph
CPT and Lorentz symmetry tests with hydrogen using a novel in-beam hyperfine spectroscopy method applicable to antihydrogen experiments
本文通过氢原子束内Rabi型超精细跃迁测量，首次对标准模型扩展的部分CPT与洛伦兹破坏系数给出2.3×10^-21 GeV量级约束，并提出适用于反氢束实验的零场频率确定新方法，将束流氢超精细频率测量精度提升至0.44 ppb，较此前结果提高6倍。
2024-10-01 hep-ex physics.atom-ph
Spectroscopy Apparatus for the Measurement of The Hyperfine Structure of Antihydrogen
欧洲核子研究中心反质子减速器（AD）的ASACUSA CUSP合作计划使用原子光谱光束线测量反氢的基态超精细分裂。我们在这里描述的最新发展的光谱仪器开发耦合到反氢生产装置（CUSP）。
2014-02-07 hep-ex physics.atom-ph physics.ins-det
Quasi-analytical lineshape for the 1S-2S laser spectroscopy of antihydrogen and hydrogen
本文提出基于微扰理论的解析线形，考虑交流斯塔克位移和电离，用于氢和反氢1S-2S光谱拟合，支持束流和捕获实验，助力CPT对称性测试。
2025-01-23 hep-ex physics.atom-ph
Rabi Experiments on the $σ$ and $π$ Hyperfine Transitions in Hydrogen and Status of ASACUSA's Antihydrogen Program
我们报告的状态，在束超精细结构测量基态反氢ASACUSA和最近的结果，在支持测量氢。现在可以研究$σ_1$和$π_1$跃迁，这从理论和实验角度都是有益的。我们讨论了系统的影响，从共振干扰的相互作用区域中所选择的字段的几何形状，以及如何可以通过适当的数据采集或设计概念来管理它们的影响。
2019-10-16 hep-ex hep-ph physics.atom-ph
Antimatter Research: Advances of AEgIS
AEgIS合作正在进行中，以直接测量中性反物质原子的引力自由落体。该实验最近首次成功地产生了一个脉冲冷反氢源，现在已经进入第二阶段，其目的是形成一个缓慢的反氢束，并随后进行第一次概念验证引力测量。已经进行了重大升级，例如改进的反氢生产计划和新的最先进的反质子阱。AEgIS还连接到CERN的新反质子减速设施ELENA，并于2021年底实现了首次反质子捕获。
2023-01-17 hep-ph physics.atom-ph
Optimizing Antihydrogen Production via Slow Plasma Merging
本文研究在嵌套 Penning-Malmberg 阱中通过慢速合并反质子与正电子等离子体优化反氢产生，发现低温正电子和小半径注入可最大化产额，最终实现每次运行 2.3×10⁶ 个反氢原子，比此前最佳结果提高 20 倍。
2025-11-10 hep-ex physics.atom-ph physics.plasm-ph
Simulation of STIRAP from the 1S to the 2S states of the Hydrogen/Antihydrogen atoms
Purdue University（普渡大学）；TRIUMF（特利姆夫实验室）；University of Calgary（卡尔加里大学）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
研究氢/反氢原子从1S到2S态的转移，提出用STIRAP过程，利用圆偏振Ly-α脉冲和微波脉冲耦合相关能级，计算转移效率与实验参数关系，分析热系综情况及磁场影响，得出低温下效率增加等结论。
2026-07-29 physics.atom-ph
First measurement of the antihydrogen production cross section through the charge-exchange reaction of low-energy antiprotons with orthopositronium
National Centre for Nuclear Research (NCBJ)（国家核研究中心）；IRFU, CEA, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学CEA IRFU）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, ENS-Université PSL, Collège de France（索邦大学卡斯勒-布罗塞尔实验室）；Université d’Evry-Val d’Essonne, Université Paris-Saclay（埃夫里-瓦莱德埃松大学，巴黎萨克雷大学）；Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学，CNRS/IN2P3，IJCLab）；Conservatoire National des Arts et Métiers（国立工艺院）
该研究首次通过低能反质子与正电子素的电荷交换反应测量了反氢产生截面，结果与三体理论计算一致，为反物质实验如反氢重力加速度测量提供了关键数据。
2026-09-29 hep-ex physics.atom-ph
Slow positron production and storage for the ASACUSA-Cusp experiment
本文介绍ASACUSA-Cusp实验用于反氢束观测的正电子产生装置，其取代旧设计使正电子累积提高52倍。
2023-06-22 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Antimatter interferometry for gravity measurements
我们描述了一个光脉冲原子干涉仪，它适用于任何种类的原子，甚至电子和质子以及它们的反粒子，特别是用于测试爱因斯坦等效原理与反氢。该设计通过远离谐振布拉格分束器消除了对谐振激光器的需要，并通过磁约束和原子再循环有效地利用了稀缺的原子。对于反氢原子的自由降落的加速，我们期望达到优于1%的初始精度，这可以提高到百万分之一的水平。
2014-03-10 gr-qc hep-ph physics.atom-ph
Rydberg-positronium velocity and self-ionization studies in 1T magnetic field and cryogenic environment
我们的特点是脉冲里德伯电子偶素生产内的AEGIS（反物质实验：重力，干涉，光谱学）设备鉴于反氢形成通过冷反质子和慢里德伯电子偶素原子之间的电荷交换反应。在低温环境（10 K）和1 T磁场中，对正电子素沿两个轴向的速度进行了测量。速度测量是通过预先激发到$n=3$状态的光电离正电子素的MCP成像来完成的。一个方向的速度是通过多普勒扫描的这条$n=3$线，另一个方向垂直于前者通过延迟激发激光脉冲的飞行时间测量。自电离在磁场由于运动斯塔克效应也被量化通过使用相同的MCP成像技术的里德堡正电子素的有效主量子数$n_{eff}$范围在14和22之间。最后，我们讨论了我们的实验参数的优化，创造里德伯正电子素准备一个有效的脉冲生产反氢。
2022-02-22 physics.atom-ph
Precision Physics with Low-energy Antiprotons -from AD to FLAIR
低能反质子实验目前在欧洲核子研究中心的反质子减速器上进行。主要实验涉及反质子氦的光谱学，一种奇异的三体系统，以及反氢的形成和光谱学。计划在FAIR设施中建立下一代设施FLAIR（低能反质子研究设施），产生高出100倍的停止反质子通量，并提供连续的反质子束，这将使核和粒子物理学类型的实验成为可能。
2010-03-07 hep-ex physics.atom-ph
Prospects of In-Flight Hyperfine Spectroscopy of (Anti)Hydrogen for Tests of CPT Symmetry
反氢原子的基态超精细分裂是CPT对称性最敏感的检验之一。ASACUSA的合作项目正在欧洲核子研究中心的反质子减速器上，使用CUSP磁铁的偏振光束，在拉比型实验中测量这种分裂。为了表征Rabi装置的性质，我们建立了一个极化冷氢源，并测量了氢的$σ_1$跃迁，精度达到几ppb。正在准备测量$π_1$跃迁。该梁的可用性打开了在非最小标准模型扩展内执行某些系数的第一测量的可能性。
2016-08-02 hep-ex hep-ph physics.atom-ph
Beam Profiling with Noise Reduction From Computer Vision and Principal Component Analysis for the MAGIS-100 Experiment
MAGIS-100是一种长基线原子干涉仪，作为量子传感器运行。它将寻找暗物质，探测基础量子科学，并作为0.3至3赫兹频率范围内的原型引力波探测器。该实验使用光脉冲原子干涉测量法，其中光脉冲产生原子光学等效的分束器和镜子。激光束像差是MAGIS-100系统系统误差的主要来源，因此，精确表征激光束空间轮廓至关重要。在本文中，我们描述了一种新的和有效的光束轮廓技术。我们使用一个低成本的CMOS相机固定到一个平移和旋转的光学机械安装的图像的光束，然后采用计算机视觉和主成分分析，以尽量减少背景噪声，并产生准确的光束轮廓的激光入射在各种像差诱导光学元件。
2022-03-03 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Three-dimensional trapping of circular Rydberg atoms by a superimposed vortex light beam
本文提出用叠加涡旋光束的有质动力势阱三维囚禁圆里德伯原子，解析计算贝塞尔涡旋光束势能并改进经典圆轨道近似，发现光束轴上可形成每个格点囚禁一个原子的晶格结构。
2025-08-28 hep-ph physics.atom-ph
Synthesis of a high intensity, superthermal muonium beam for gravity and laser spectroscopy experiments
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；PSI Center for Neutron and Muon Sciences（瑞士保罗谢尔研究所中子与缪子科学中心）；Johannes Gutenberg-University（约翰内斯·古腾堡大学）
本研究通过合成高亮度超热muonium束，实现了对重力和激光光谱学的实验测试，首次直接验证弱等效原理，并为高精度量子电动力学测试提供新方法。
2025-12-22 gr-qc hep-ph physics.atom-ph
Identification of autoionizing states of atomic chromium for resonance photo-ionization at the ISOLDE-RILIS
共振电离激光离子源（RILIS）是欧洲核子研究中心（CERN）ISOLDE放射性核束装置的主要离子源。利用源内共振电离光谱方法，提出了一种铬的三步三共振光电离方案。该方案使用一个电离过渡到14个新观察到的自电离状态之一。这项工作将ISOLDE-RILIS电离束的范围增加到32种化学元素。详细的光谱研究的描述和新的电离方案进行了总结。本文档完整版本的链接将在发布后添加到此处：
2015-12-24 physics.atom-ph
Continuous all-optical deceleration and single-photon cooling of molecular beams
超冷分子气体有望成为丰富多体物理学、量子化学、量子信息和精确测量的途径。这种来自分子复杂内部结构的丰富性使得使用传统方法（激光加蒸发冷却）产生超冷分子气体成为一项挑战，特别是由于分子自发衰变为暗态。我们提出了一种方法来绕过这个关键的瓶颈，使用一个超快激光器的受激吸收和发射的分子减速的全光学方法。我们进一步描述了利用其高暗态泵浦速率的减速分子的单光子冷却，将分子激光冷却的主要障碍转变为优势。冷却和减速可以同时且连续地施加以将分子装载到阱中。我们讨论的实施细节，包括多层次的数值模拟一氢化锶（SrH）。这些技术适用于大量的分子种类和原子，唯一的要求是可以用超快激光获得的电偶极跃迁。
2013-12-16 physics.atom-ph
Optical deceleration of atomic hydrogen
高精度氢谱是一个活跃的领域，它有助于确定里德伯常量和质子电荷半径，测试束缚态QED，并可以搜索超越标准模型（BSM）物理。此外，随着最近反氢捕获和光谱学的演示，一条新的研究路线是可能的，氢可以与其反物质相比较。下一代精密氢光谱学可能需要对原子样品进行额外的运动控制-类似于较重元素的可能性。不幸的是，激光冷却--现代精密原子物理学的基石之一--由于需要真空紫外辐射，在氢中很困难。在这里，我们回避了激光冷却固有的挑战，并展示了一种技术，使我们加载亚稳态原子从低温光束到一个移动的光晶格，减速的晶格，并观察到相称的减速的原子。由于光晶格由标准光电子学控制，因此该技术代表了用于氢的运动控制的鲁棒平台。我们的技术可以使氢光谱学更精确，并被转移到奇异的简单原子，如反氢。
2022-06-14 physics.atom-ph physics.optics
Single-beam Zeeman slower and magneto-optical trap using a nanofabricated grating
我们展示了一个紧凑的（0.25 L）系统的激光冷却和捕获原子从加热分配器源。我们的系统使用一个纳米制造的衍射光栅，以产生一个磁光阱（MOT），使用一个单一的输入激光束。光栅中的孔允许来自分配器的原子从芯片后面加载，增加原子与冷却光的相互作用距离。为了充分利用这一增加的距离，我们扩展了MOT的磁场梯度，以创建塞曼较慢。MOT陷阱近似$10^6$ $^7$ Li原子发射的溢出源的负载率超过$10^6$ s $^{-1}$。我们的设计是便携式的各种原子和分子物种，并可能是一个主要组成部分的小型化冷原子为基础的技术。
2019-06-18 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Three-dimensional trapping of individual Rydberg atoms in ponderomotive bottle beam traps
我们演示了单个里德伯原子在全息光瓶阱中的三维囚禁。从标准光镊中的冷基态$^{87}$ Rb原子开始，我们将它们激发到$nS_{1/2}$、$nP_{1/2}$或$nD_{3/2}$里德堡态，并将它们转移到850 nm的空心阱中。对于主量子数$60 \leqslant n \leqslant 90$，在300 K环境下，测量的俘获时间与里德伯态寿命相吻合.我们表明，这些陷阱是兼容的量子信息和模拟任务，通过执行单量子比特微波拉比跳，以及通过测量的相互作用引起的，相干的自旋交换动力学之间的两个被困里德伯原子分离40 $μ$ m。这些结果将在实现高保真度的量子模拟和使用里德伯原子的量子逻辑运算中得到应用。
2019-08-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A robust and modular cesium magneto-optical trap using divergent laser beams
Wyant College of Optical Sciences, The University of Arizona（亚利桑那大学怀特光学学院）
该研究展示用于惯性量子传感等应用的优化磁光阱，通过发散冷却激光束和模块化光学元件设计实现稳定运行，经偏振梯度冷却产生低温原子样本，还在非传统几何结构中实现原子捕获。
2026-10-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
The Chemi-Ionization Processes in Slow Collisions of Rydberg Atoms with Ground State Atoms: Mechanism and Applications
本文介绍了原子-里德伯原子碰撞中化学电离过程的研究历史和现状。讨论了基于偶极共振机制的随机电离模型的基本假设，以及原子-里德伯原子碰撞中的随机电离问题。本文简要地叙述了现代实验中所用的各种原子束的碰撞动力学性质。给出了主量子数值5 < n < 25范围内化学电离速率系数的计算结果并进行了讨论。本文叙述了化学电离过程在天体物理和实验室低温等离子体中的作用，以及目前的研究方法。本文还对化学电离过程的进一步研究方向进行了讨论。
2012-06-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Electrostatic trapping of N$_2$ molecules in high Rydberg states
本研究通过共振增强双色三光子激发将超声束中N$_2$分子激发至高里德伯态，利用其超过5000 D的电偶极矩实现静电减速与三维捕获，捕获时间达10 ms，衰减由自发辐射主导。
2024-03-18 physics.atom-ph physics.chem-ph
Physics at CERN's Antiproton Decelerator
欧洲核子研究中心的反质子减速器于1999年开始运行，用于通过反氢（$\bar{\rm H}$）和反质子氦（$\bar{p}{\rm He}^+$）的精密激光和微波光谱学研究CPT不变性的实验。在运行的前12年里，我们看到了冷的$\bar{\rm H}$，它是由限制在磁潘宁阱中的正电子（$e^+$）和反质子（$\bar{p}$）重叠云合成的。在里德伯正电子偶素原子与$\bar{p}$的碰撞中也产生了冷的$\bar{\rm H}$。基态的$\bar{\rm H}$后来被困在磁瓶陷阱高达$\sim 1000$ s，和微波跃迁激发其超精细水平之间。在$\bar{p}{\rm He}^+$原子中，通过亚多普勒双光子激光光谱测量UV跃迁，精度为（2.3-5）$\times$ $10^{-9}$。由此确定反质子与电子的质量比为$M_{\bar{p}}/m_e=$ 1836.1526736（23），这与p值一致。$\bar{p}{\rm He}^+$的微波光谱学产生了$\bar{p}$磁矩的测量，精度为0.3%。最近，在潘宁阱中的单个$\bar{p}$的磁矩被以更高的精度测量，如核磁子中的$μ_{\bar{p}}=-2.792845(12)$ $μ_{\rm nucl}$。其他测量包括1-100 keV $\bar{p}$穿过导体和绝缘体靶的能量损失;<10 keV $\bar{p}$电离气体靶的…
2013-04-12 hep-ex nucl-ex physics.atom-ph
