Stark effect of the cesium ground state: electric tensor polarizability and shift of the clock transition frequency
本文对铯原子基态超精细结构中的斯塔克效应进行了理论分析。我们使用了三阶微扰理论，包括对角和非对角超精细相互作用，并确定了在早期治疗中没有考虑的条款。数值计算使用的扰动水平n=18产生新的值的张量极化率$α_2(6S_{1/2})$和斯塔克移动的时钟跃迁频率在铯。的极化率是在很好的协议与实验值，从而消除了40岁的差异。时钟偏移值与最近的测量结果非常一致，但与用于校正主频率标准黑体偏移的普遍接受的值相矛盾。
2006-06-06 physics.atom-ph
Measuring the hyperfine splittings and deriving the hyperfine-interaction constants of Cesium 7D 5/2 excited state
利用室温铯原子蒸气室，在阶梯型（852 nm + 698 nm）铯原子三能级系统（6S 1/2 - 6P 3/2 - 7 D5/2）上，对铯原子7 D5/2激发态的超精细分裂间隔和超精细相互作用常数进行了实验研究。通过扫描698 nm耦合激光的频率，利用852 nm探测激光的透射增强，实现了无多普勒的高分辨率电磁感应透明（EIT）辅助双共振光泵浦（DROP）光谱。利用EIT辅助DROP谱，在室温铯原子蒸气室中研究了Cs 7 D 5/2激发态的超精细分裂间隔，并引入波导型电光相位调制器（EOPM）的射频调制边带进行频率校准，以提高频率间隔测量的准确性。EIT的存在使DROP谱线宽度变窄，有助于显著提高光谱分辨率。得益于EIT辅助DROP光谱的较高信噪比（SNR）和好得多的分辨率，（F”= 6），（F”= 5），铯原子7 D ~（5/2）态和（F”= 4）态（HFS 6”-5”= -10.60（0.17）MHz和HFS 5”-4”= -8.54（0.15）MHz），因此磁偶极超精细相互作用常数（A = -1.70（0.03）MHz）和电四极超精细相互作用常数（B = -0.77（0.58）MHz）。这些常数对提高基本物理常数的测量精度和确定基本物理常数具有重要的参考价值。
2020-09-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Off-Diagonal Hyperfine Interaction and Parity Non-conservation in Cesium
我们对Cs原子的$6s$和$7s$态的超精细相互作用进行了相对论多体计算，包括非对角矩阵元。计算结果被用来确定半经验公式的准确性电磁跃迁振幅$<6s|M1|7s>$引起的超精细相互作用。我们发现，即使多体效应对矩阵元的贡献很大，平方根公式$<6s|H_{hfs}|7s > = \sqrt{< 6s|H_{hfs}|6s > < 7s|H_{hfs}|7s >}$仍然有效，其精度为$10^{-3}$的一部分。M1振幅的结果用于解释Cs中的$6s-7s$跃迁中的宇称违反测量，该测量声称可能与标准模型存在偏差。
2000-05-15 nucl-th physics.atom-ph
Cesium Based Laser-Atomic Oscillator
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
首次演示了基于铯原子的激光原子振荡器，可作为最简主动原子钟或自振荡地磁场原子磁力计，实现光学和电学振荡信号输出。
2026-07-01 physics.atom-ph
Atomic Clocks in Space: A Search for Rubidium and Cesium Masers in M- and L-Dwarfs
我搜索了铷和铯的基态6.8和9.2 GHz的超精细跃迁，它们向M-和L-矮星的跃迁显示出Rb和Cs的光学共振线。这些光线可以泵浦超精细跃迁，从而有可能形成脉泽。Rb和Cs的这些自旋翻转跃迁是原子钟中使用的主要跃迁（$^{133}$ Cs超精细跃迁定义了第二个跃迁）。如果在恒星大气中探测到它们，这些跃迁将提供异常精确的时钟，可以用作加速度计、系外行星探测器、广义相对论预言的探测器、光传播效应的探测器，以及用望远镜进行基础物理学研究的手段。然而，对21颗M-和L-矮星的观测没有发现Rb或Cs脉泽活动的证据，而之前对巨星的观测也没有发现Rb脉泽。
2021-01-28 astro-ph.SR physics.atom-ph
High precision measurement of the hyperfine splitting and ac Stark shift of the $7d$ $^{2}D_{3/2}$ state in atomic cesium
我们报道了在铯蒸气室中用高分辨无多普勒双光子光谱测量$^{133}$ Cs的$7d$ $^{2}D_{3/2}$态的超精细分裂。我们确定的超精细耦合常数$A = 7.3509(9)$ MHz和$B = -0.041(8)$ MHz，这代表了一个数量级的精度提高。我们还得到的核磁八极耦合常数$C$的大小的界限。此外，我们测量了767.8 nm处的$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$跃迁的交流斯塔克位移为$-49 \pm 5$ Hz/（W/cm $^2$），与理论计算一致。我们进一步报告的测量碰撞位移[ $-32.6 \pm 2.0$ kHz/mTorr]和压力加宽的个人超精细水平的$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$过渡。这些测量结果为分析基于铯原子$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$双光子跃迁的光频标的系统效应提供了有价值的信息
2022-10-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Hyperfine coupling constants of the cesium $7D_{5/2}$ state measured up to the octupole term
我们报告的测量超精细分裂的$7D_{5/2}$状态的$^{133}$ Cs使用高分辨率无多普勒双光子光谱，通过精确的频率扫描，使用声光调制器。所有六个超精细能级在我们的光谱中被分辨。我们确定了超精细耦合常数A = -1.70867（62）MHz和B = 0.050（14）MHz，这表明A和B的精度都提高了20倍以上。此外，我们的测量是足够精确的磁八极耦合常数C = 0.4（1.4）kHz的值上的界限为$7D_{5/2}$状态。此外，我们还测量了交流斯塔克位移[-46 $\pm$ 4 Hz/（W/cm $^2$）]、碰撞位移和压力展宽，它们对基于$6S_{1/2} \rightarrow 7D_{5/2}$双光子跃迁的光频标具有重要意义。
2022-09-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Correlated many-body treatment of Breit interaction with application to cesium atomic properties and parity violation
在三阶相对论多体微扰理论的框架下，确定了Breit相互作用对~（133）Cs原子基本性质的修正。能量，超精细结构常数，非对角超精细6S-7S振幅，和电偶极子矩阵元素的修正表。结果表明，在Dirac-Hartree-Fock水平上，Breit对相关性的修正与Breit修正是相当的.由于Breit相互作用的宇称非守恒（PNC）的6S-7S振幅的修改也进行了评估，由此产生的弱电荷的$^{133}$ Cs显示没有显着偏离的预测标准模型的基本粒子。根据对最近反质子原子实验的分析，我们估计PNC振幅的中子皮修正为-0.2%，误差为30%。本文工作是对文献[A. Derevianko，Phys. Rev. Lett. 85，1618（2000）]的形式主义的讨论，并提供了额外的数值结果和更新的讨论宇称违反。
2001-08-16 physics.atom-ph
Magnetic blackbody shift of hyperfine transitions for atomic clocks
我们推导出一个表达式的磁黑体位移的超精细过渡，如铯的主要参考过渡，它定义了第二个。我们发现，这种位移是温度的复杂函数，并且只在高温极限下与T^2有关。我们还计算了被提出作为新的原子钟跃迁的基态p_1/2超精细跃迁的位移。在这种情况下，与p_3/2精细结构多重态的相互作用可能是主要的影响。
2009-10-12 physics.atom-ph
Technique for a direct measurement of the cesium anapole moment using coherent rf and Raman interactions
本研究围绕铯原子基态超精细能级间由核弱相互作用导致的弱E1跃迁展开，介绍了利用相干射频与拉曼相互作用测量反常磁矩的实验方案、杂散场影响、初步结果、噪声分析及装置改进方向。
2024-02-01 physics.atom-ph
Survey of hyperfine structure measurements in alkali atoms
该综述汇总所有碱金属原子的光谱超精细常数，涵盖锂至铯的长寿命同位素及钫的可得同位素，并结合标度律与超精细异常开展全局分析。
2022-09-23 physics.atom-ph
Relaxation of atomic polarization in paraffin-coated cesium vapor cells
用Franzen的“黑暗中的弛豫”技术[Franzen，Phys. Rev. { \bf 115}，850（1959）]的一种变体，研究了无缓冲气体、涂有石蜡的铯蒸气室中原子极化的弛豫。在本实验中，窄带，圆偏振泵浦光，共振的Cs D2过渡，沿纵向磁场的原子取向，和随时间变化的线性偏振探测光的旋光度测量，以确定一个特定的超精细水平的原子取向的弛豫率。研究了光诱导原子脱附（LIAD）过程中弛豫速率的变化。没有显着的变化，自旋弛豫速率在LIAD过程中发现超出预期的速度更快的自旋交换碰撞由于Cs密度的增加。
2005-03-26 physics.atom-ph
Doppler-free Selective Reflection spectroscopy of the $6s$ $^2S_{1/2} \to 7p$ $^2P_{3/2}$ transition of Cesium using a nanofabricated vapor cell
利用纳米厚度蒸气室首次实现铯原子456 nm跃迁的无多普勒选择性反射光谱，获得30倍多普勒窄化，并观测到原子-表面相互作用引起的红移。
2025-01-20 physics.atom-ph
An Atomic Linear Stark Shift Violating P But Not T Arising From the Electroweak Nuclear Anapole Moment
本文提出了一种直接检测原子核反极点矩的方法。它是基于碱金属原子在四极相互作用势和磁场作用下基态存在线性斯塔克位移。这种位移正比于由四极势对称轴、外加电场和磁场的方向构成的T偶赝标，一方面涉及四极相互作用引起的超精细相互作用的各向异性，另一方面涉及核内电弱相互作用引起的静电偶极矩。研究了基态铯原子被囚禁在单轴相氦-4中的情况。从明确的评估的超精细结构各向异性和静态的P-奇T-偶偶极推导出最近的经验数据的铯核回极矩，我们预测的斯塔克位移。为了改善目前对电子EDM的限制，将自由铯原子的T奇斯塔克位移设定为实验上限的三倍。
2001-01-29 physics.atom-ph
Measurement of the Blackbody Radiation Shift of the 133Cs Hyperfine Transition in an Atomic Fountain
我们用铯原子喷泉频标测量了黑体辐射产生的电场对铯原子基态超精细跃迁频率（9.2 GHz）的斯塔克位移。在300 K时测得的相对位移为-1.43（11）e-14，与我们的理论估计值-1.49（07）e-14一致。这个值不同于目前接受的-1.69（04）e-14。这种差异对频率标准的准确性、时钟比较以及各种高精度物理测试（如基本常数的时间稳定性）都有重要影响。
2003-10-13 physics.atom-ph
Probing an excited-state atomic transition using hyperfine quantum beat spectroscopy
本文描述了一种利用超精细量子拍频观测室温原子蒸气中激发态跃迁动力学的方法。我们使用铯原子的实验包括D2跃迁的脉冲激发和从6P $_{3/2}$态到7S $_{1/2}$态的激发态跃迁的连续波驱动。我们观察到量子拍的荧光从6P $_{3/2}$状态，这是修改的激发态跃迁的驱动。拍频信号的傅立叶谱证明了6 P $_{3/2}$的Autler-Townes分裂、F = 5超精细能级和激发态跃迁的Rabi振荡。详细的模型提供了与数据的定性一致性，从而深入了解所涉及的物理过程。
2014-10-06 physics.atom-ph
Nuclear-spin-dependent corrections to the transition polarizability in cesium
本文证明铯原子跃迁极化率存在核自旋相关修正，通过三阶微扰理论揭示被忽略的张量贡献，并给出$^{133}$Cs的数值结果及其对anapole矩提取的影响。
2023-07-09 physics.atom-ph
Coherent amplitude modulation of continuous-wave light in cesium vapor
本文在铯蒸气388 nm连续波激发中观测到与$8P_{3/2}$超精细间隔相近的相干吸收振荡，并将其归因于窗口后向反射辅助的红外放大自发辐射，提出可用于探测蒸气激射。
2024-06-15 physics.atom-ph
Empirical determination of the Bohr-Weisskopf effect in cesium and improved tests of precision atomic theory in searches for new physics
核磁矩在整个原子核中的有限分布对称为玻尔-韦斯科普夫（BW）效应的超精细结构有贡献。我们在Cs-133原子的基态和激发态得到了这种效应的经验值为-0.24（18）%。这个值是从历史的μ子原子测量结合我们的μ子原子和原子多体计算中找到的。在超精细结构中，这种效应与使用均匀磁化分布所发现的值相差0.5%，均匀磁化分布在过去几十年中通常用于精密重原子社区。我们还推导出准确的值BW效应在其他同位素和状态的铯。这些结果使铯原子波函数在核区域进行测试，在一个前所未有的0.2%的水平，并需要精确的原子多体方法的发展。这对于增加新物理的精确原子搜索的发现潜力，特别是对于铯的原子宇称违反，是很重要的。
2022-09-13 hep-ph nucl-ex nucl-th
Absolute frequency measurements for hyperfine structure determination of the R(26) 62-0 transition at 501.7 nm in molecular iodine
利用基于飞秒激光频率梳发生器的光学钟表装置，首次测量了碘分子R（26）62-0跃迁501.7nm处超精细分量的绝对频率。装置由锁定到在连续泵浦的低压单元（0.33 Pa）中检测到的R（26）62-0跃迁的超精细分量的Ar+激光器组成。检测到的共振显示45 kHz的线宽（半峰半宽）。频率测量的不确定度估计为250 Hz。
2007-06-27 physics.atom-ph
Direct frequency-comb spectroscopy of $6S_{1/2}$-$8S_{1/2}$ transitions of atomic cesium
利用直接频梳光谱技术研究了热蒸气环境中铯原子$6S_{1/2}$ - $8S_{1/2}$双光子跃迁的绝对频率。通过利用在时间上分离高于和低于双光子共振频率的激光光谱的相干控制方法，在两个空间上不同的位置建立无多普勒吸收，并成像用于高精度光谱。理论分析发现，这些跃迁谱线的测量不确定度低于$5\times10^{-10}$，主要来自激光诱导交流斯塔克位移。
2017-07-20 physics.atom-ph
Absolute frequency measurement of molecular iodine hyperfine transitions at 647 nm
报道了用光纤频率梳测量分子碘P（46）5-4 $a_{1}$、$a_{10}$和$a_{15}$在647 nm处超精细跃迁的绝对频率。当光源稳定在P（46）5-4 $a_{15}$谱线上时，在200 s积分时间下获得5 $\times$ 10 $^{-12}$的频率稳定度。压力偏移被确定为-8.3（7）kHz/Pa。我们对谱线中心的测定达到了21 kHz的精度。该光源可用作锂原子光谱（$2P \to 3P$）的参考激光。
2018-02-08 physics.atom-ph
Measurement scheme and analysis for weak ground state hyperfine transition moments through two-pathway coherent control
我们详细分析了一个用于测量原子束几何结构中弱力诱导的基态超精细跃迁电偶极矩的台式系统。我们描述了一个实验配置的导体正交射频的应用。和静态电场，具有腔增强的r.f.场振幅，其允许限制r.f.场到其中静态场是均匀的和良好表征的区域。我们进行了详细的数值模拟的场模式，并分析了预期的统计和系统的限制，在原子铯的这种过渡幅度的测量幅度。原子束与这种配置的组合导致对原子信号的磁偶极子贡献的强烈抑制。这种技术应用于其它原子体系，特别是碱金属中极弱跃迁振幅的测量，似乎是非常可行的。
2016-01-11 physics.atom-ph
Light storage via coherent population oscillation in a thermal cesium vapor
本文报道了在室温下铯原子蒸气中通过相干布居振荡（CPO）现象实现光的存储。实验中，探测场的光学信息被存储在铯原子D_2超精细跃迁F = 3 - F' = 2的塞曼子能级所构成的λ三能级系统的两个基态的CPO中。我们直接表明，这种CPO为基础的存储器是非常不敏感的杂散磁场的不均匀性，并提出了一个寿命主要是有限的，只由原子运动。测量光谱的理论模拟也被开发，并在非常好的协议与实验。
2014-09-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Coupling of atomic quadrupole transitions with resonant surface plasmons
研究了纳米结构金属超材料中原子电四极跃迁与等离子体激元激发的耦合。铯原子气体在685 nm处的四极跃迁被光泵浦，而感生的基态布居耗尽则用在852 nm处的强电偶极跃迁上调谐的光探测。我们利用选择性反射来分辨铯原子的无多普勒超精细结构。我们观察到的反射光谱在超材料的存在下，强烈的修改，并讨论了四极耦合的表面等离子体极化激元的空间变化的作用。
2019-06-03 physics.atom-ph
Magnetic field-induced mixing of hyperfine states of Cs 6 2^P_{3/2} level observed with a sub-micron vapor cell
研究了在外加磁场作用下，亚微米铯原子蒸气层在D2线共振激发下的荧光光谱。在中等磁场（高达~ 50高斯）中，记录了单个（分辨）超精细跃迁的振幅和频率位置的实质性变化。这些特征是由62^ P_{3/2}流形的超精细分裂值和磁子能级的拉莫尔频率的可比值所产生的上能级的超精细态的混合引起的。模拟结果与实验结果吻合较好。高空间分辨率磁力测量的结果可能的应用进行了讨论。
2003-08-14 physics.atom-ph physics.optics
Sympathetic Cooling with Two Atomic Species in an Optical Trap
我们用CO $_2$激光聚焦形成的光偶极阱同时捕获了超冷的锂和铯原子，并研究了气体之间的热能交换。被光学冷却到$20 μ$ K的铯气体通过感应冷却有效地降低锂气体的温度。在最低的超精细基态下，测得$^{133}$ Cs- $^7$ Li热化碰撞截面为$8 \times 10^{-12}$ cm $^2$.除了热化，我们观察到锂的蒸发纯粹是通过弹性铯-锂碰撞（交感蒸发）。
2001-11-30 physics.atom-ph physics.gen-ph
Absolute frequency measurements and hyperfine structures of the molecular iodine transitions at 578 nm
我们报告的绝对频率测量的81超精细组件的分子碘在578 nm的振转跃迁使用的二次谐波产生的1156 nm的外腔二极管激光器和基于光纤的光学频率梳。测量的绝对频率的相对不确定度通常为$1.4\times10^{-11}$。通过将测量的超精细分裂拟合到包括电四极、自旋-转动、张量自旋-自旋和标量自旋-自旋相互作用的四项有效哈密顿量，得到了四个振转跃迁的精确超精细常数。所观察到的跃迁可以是578 nm处的良好频率参考，并且对于使用原子镱的研究特别有用，因为跃迁接近镱的$^{1}S_{0}-^{3}P_{0}$时钟跃迁。
2016-03-24 physics.atom-ph physics.optics
Absolute Frequency Measurement of the 378 nm Transition in Thallium
报道了用自参考频率梳测量6P（1/2）-> 7S（1/2）超精细跃迁的绝对频率。这种跃迁可以作为精确原子波函数的基准，进而改进原子宇称不守恒（PNC）的计算。利用一对反向传播的激光束与原子束相交，通过饱和光谱法精确地确定了频率中心。这种无多普勒分布在绝对频率测量中已被改善到350 kHz。从我们的结果还导出了7S_（1/2）态的超精细分裂。
2013-03-21 physics.atom-ph
Absolute absorption and dispersion of a rubidium vapour in the hyperfine Paschen-Back regime
本文报道了同位素纯~（87）Rb蒸气在磁场达0.6 T（含0.6 T）时的绝对吸收和色散特性的测量结果。我们讨论了各种制度时出现的超精细和塞曼相互作用有不同的幅度，并表明，我们进入超精细Paschen-回制度的领域大于0.33 T的Rb D2线。该实验使用了一个紧凑的1 mm 3微型蒸汽室，它可以很容易地保持一个小而便宜的磁铁均匀和大的磁场。我们发现实验结果和数值计算的弱探针的磁化率线的位置和强度计算矩阵对角化之间的良好协议。
2012-08-09 physics.atom-ph quant-ph
Measurements of the hyperfine structure of $nP_J$ Rydberg states by microwave spectroscopy in Cs atoms
该研究在超冷铯 Rydberg 系综中利用微波光谱测量了 $nP_J$ Rydberg 态的超精细结构，确定了相关磁偶极耦合常数，并分析了系统不确定性，对 Rydberg 电测量和量子模拟具有重要意义。
2024-10-12 physics.atom-ph
Absolute frequency measurement of molecular iodine hyperfine transitions at 554 nm and its application to stabilize a 369 nm laser for Yb+ ions cooling
本研究测量了127I2在554 nm附近的13条超精细跃迁线的绝对频率，利用光频梳和调制转移光谱技术稳定了369 nm激光，实现了5E-12的频率稳定度，为Yb+离子量子信息处理提供了关键技术支持。
2023-09-12 physics.atom-ph
Measurement of magic-wavelength optical dipole trap by using the laser-induced fluorescence spectra of trapped single cesium atoms
基于多能级模型，计算了铯原子6S_（1/2）基态和6P_（3/2）激发态的塞曼态光位移，并计算了Cs原子6S_（1/2）F=4，mF=+4-6P_（3/2）F '= 5，利用囚禁Cs单原子的激光诱导荧光光谱，在实验上构造并表征了mF=+5跃迁.魔波长为937.7nm，在线性偏振的ODT激光束下，对6S_（1/2）F=4，mF=+4基态和6P_（3/2）F '= 5，mF=+5激发态产生几乎相同的光移。与自由空间中未受干扰的Cs_6S_（1/2）F=4，mF=+4-6P_（3/2）F ′ = 5，mF=+5跃迁频率相比，线偏振937.7nm ODT中的差分光位移小于0.7MHz，小于陷阱深度的1.2%。讨论了陷阱深度和偏置磁场对测量结果的影响。
2017-06-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Absolute frequency measurement with uncertainty below $1\times 10^{-15}$ using International Atomic Time
2015年测量的$^{87}{\rm Sr}$时钟转换的绝对频率使用改进的SI秒频率链接重新评估。我们使用的国际原子时（TAI）的刻度间隔作为参考，校准为五天的评估间隔，而不是T号文中常规使用的一个月的常规间隔。以五天为基础的校正消除了将五天平均值的TAI等级同化为一个月平均值的不确定性。重新评估导致$10^{-16}$水平的总不确定度首次没有本地铯喷泉。由于全世界铯喷泉的系统位移之间可能没有相关性，因此测量不受特定主频标准的系统不确定性的限制。
2016-11-26 physics.atom-ph physics.optics
An optical isolator using an atomic vapor in the hyperfine Paschen-Back regime
提出了一种利用超精细Paschen-Back区原子蒸气实现的轻型、紧凑型光隔离器。在0.6T磁场下，纯~（87）Rb蒸气室的绝对透射谱与实验结果符合得很好。我们显示π/4旋转的线偏振光束在附近的D2线，并实现了30 dB的隔离度与传输> 95%。
2012-06-01 physics.atom-ph
Velocity preserving transfer between highly excited atomic states: Black Body Radiation and Collisions
利用抽运-探测光谱技术研究了铯原子$7\mathrm{P}_{1/2}$或$7\mathrm{P}_{3/2}$在黑体辐射和原子间碰撞作用下激发态向邻近能级的再分配。在低蒸汽密度，我们测量的初始，速度选择，原子激发BBR的再分配。这保留了选定的原子速度，使我们能够执行$\mathrm{6D\rightarrow 7F}$跃迁的高分辨率光谱。这种转移机制也可以用来执行铯高激发$\mathrm{nG}$水平的亚多普勒光谱。在高密度下，我们观察到原子间的碰撞重新分配内的铯$\mathrm{7P}$精细和超精细结构的激发。我们发现，$\mathrm{7P}$重新分配涉及状态变化的碰撞，保持原子速度的初始选择。这些再分布机制对于探测稠密碱蒸气中高激发态激发态的实验具有重要意义。
2021-01-19 physics.atom-ph quant-ph
All-Optical Single-Species Cesium Atomic Comagnetometer with Optical Free Induction Decay Detection
原子余磁仪是一种同时测量重叠粒子自旋进动频率的仪器，广泛应用于研究自旋相关的奇异相互作用。本文提出并实现了一种基于超精细能级$F_g=3~\&~4$中Cs原子光学自由感应衰减（FID）信号的全光学单粒子Cs原子余磁计。实验结果表明，由磁场梯度和激光场引起的系统误差在Comagnetometer中得到了很好的抑制，而由非同步光抽运和屏蔽层中剩余磁场漂移引起的系统误差是Comagnetometer的主要不确定度。有了这个comagnetometer系统，我们设置的约束强度的自旋重力耦合的质子在$10^{-18}$ eV的水平，相当于最严格的一个。通过对磁场稳定和自旋极化的进一步优化，可以有效抑制系统误差，提高信噪比，有望对自旋-重力相互作用设置更严格的约束。
2020-10-10 physics.app-ph physics.atom-ph physics.ins-det
Photoassociation inside an optical dipole trap: absolute rate coefficients and Franck-Condon factors
我们提出了一个远失谐的光偶极阱内的铯分子的光缔合的定量测量。陷阱耗尽动力学模型的推导，它允许提取绝对的光缔合速率系数的初始单光子光缔合步骤从测得的陷阱损失光谱。这种方法的灵敏度是通过测量的弗兰克-康登调制的弱光缔合过渡到低振动水平的外井的0 g状态，与6s+6p 3/2渐近线。将测量结果与理论预测进行比较。在磁光阱中，这些跃迁以前只能通过基态分子的电离间接观察到。
2004-10-01 physics.atom-ph
Absolute absorption on the rubidium D lines: comparison between theory and experiment
本文研究了弱单色探测光束在热铷蒸气池中D线的多普勒展宽吸收。详细的模型的磁化率的发展，考虑到允许的电偶极跃迁的绝对线强度和平行于探测光束的原子的运动。从两个超精细水平的两个同位素的地面项的所有过渡被纳入。作为频率的函数的吸收和折射率表示在互补误差函数方面。的绝对吸收曲线与实验进行了比较，并被发现是在良好的协议提供了一个足够弱的探测光束下的饱和强度的千分之一的强度使用。超精细泵浦的重要性，开放的过渡进行了讨论的背景下，实现弱探测极限。理论和实验显示出良好的一致性，在16.5 ℃时D2线的均方根误差优于0.2%。
2008-05-08 physics.atom-ph
Single-shot Stern-Gerlach magnetic gradiometer with an expanding cloud of cold cesium atoms
我们结合拉姆齐干涉测量协议，斯特恩-格拉赫检测方案，并使用细长的几何形状的云的完全极化的冷铯原子来测量选定的组件的磁场梯度沿原子云在一个Single Shot。与同时测量两个空间分离的原子云的进动以提取它们的相位差的标准方法相反，相位差与磁场梯度成比例，我们在这里演示了一种梯度计，该梯度计使用膨胀的原子云的单个图像，其相位差沿云压印。利用共振射频脉冲和Stern-Gerlach成像技术，我们首次证明了原子在外加磁场中的章动和拉莫尔旋进。接下来，我们让冷原子云在一维中膨胀，并应用协议来测量磁场梯度。我们的单发梯度计的分辨率不受原子热运动的限制，估计绝对精度低于$\pm0.2$ ~mG/cm（$\pm20$ ~nT/cm）。
2021-02-19 physics.atom-ph quant-ph
Improved Measurement of the Hydrogen 1S - 2S Transition Frequency
在5.8K原子束上用双光子光谱法测量了氢原子的1 S- 2S跃迁频率。我们获得了超精细质心的$f_{1S-2S} = 2 466 061 413 187 035 (10)$ Hz。这是$4.2\times 10^{-15}$的分数频率不确定性，改进了我们自己的小组以前的测量[M]。Fischer等人，物理修订信函92，230802（2004）]的系数为3.3。探测激光频率通过频率梳与移动铯喷泉钟FOM相位相干。
2011-07-15 physics.atom-ph
Precise fine-structure and hyperfine-structure measurements in Rb
我们展示了一种测量原子跃迁绝对频率的新技术。该技术采用环形谐振腔，其长度由锁定在{87}Rb中D_2线的参考激光校准。这条线的频率已知为384 230 484.468（10）MHz。用锁定在Rb原子D_1线上的第二束激光，测量了Rb原子D_1和D_2线上各种超精细跃迁的频率，测量精度为30 kHz。得到了{85}Rb和{87} Rb的5 P_{1/2}超精细常数A分别为120.687（17）MHz和406.520（25）MHz，{85} Rb和{87}Rb的D_1线分别为377 107 385.623（50）MHz和377 107 463.209（50）MHz;{85}Rb的D_2线为384 230 406.528（50）MHz。这就产生了精细结构间隔和同位素位移。所获得的精度是一个显着的改善，比以前的测量。
2002-09-05 physics.atom-ph
Observation and absolute frequency measurements of the 1S0 - 3P0 optical clock transition in ytterbium
本文报道了镱的两个奇同位素的（6s^2）1 S_0-（6s 6p）3 P_0高禁带跃迁的直接激发。当扫描激发激光频率时，通过监测磁光阱中~70 uK处原子云的耗尽来检测吸收。在171 Yb（F=1/2）中测得的频率为518，295，836，593.2 +/- 4.4 kHz。在173 Yb（F=5/2）中测得的频率为518，294，576，850.0 +/- 4.4 kHz。测量是由NIST铯喷泉钟校准的飞秒激光频率梳进行的，不确定性降低了近百万倍。这些J=0到J=0跃迁的自然线宽被计算为~10 mHz，使得它们非常适合于支持基于光晶格中的限制的新一代光学原子钟。
2005-03-31 physics.atom-ph
High Resolution Molecular Spectroscopy for Producing Ultracold Absolute Ground-State $^{23}$Na$^{87}$Rb Molecules
我们报道了一个详细的分子光谱学研究的最低激发电子态的$^{23}\rm{Na}^{87}\rm{Rb}$的超冷$^{23}\rm{Na}^{87}\rm{Rb}$分子的电子，振转和超精细基态。从弱束缚Feshbach分子出发，研究了$A^{1}Σ^{+}-b^{3}Π$耦合激发态的一系列振动能级.在解析、建模和解释了几条谱线的超精细结构后，我们成功地确定了一个长寿命能级，该能级是由$b^3Π$态的$0^+$和$0^-$组分之间的意外超精细耦合引起的，满足了向X $^1Σ^+$态的最低振转能级转移的所有要求。使用双光子光谱法，其结合能被测量为4977.308（3）cm $^{-1}$，这是迄今为止最精确的值。我们仔细校准了所有的跃迁强度，并证明了Feshbach分子到绝对基态的拉曼转移。
2017-10-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Absolute frequency measurement of rubidium 5S-6P transitions
本文报道了用饱和吸收光谱法测量铷同位素5S-6P跃迁频率的结果，其绝对不确定度优于5S $\rightarrow$ 6P $_{1/2}$跃迁的\SI{450}{kHz}和5S $\rightarrow$ 6P $_{3/2}$跃迁的\SI{20}{kHz}。从结果中，我们得到的超精细分裂的精度分别为\SI{460}{kHz}和\SI{30}{kHz}。我们还验证了同位素位移以及磁偶极常数和电四极常数的文献值。
2019-05-21 physics.atom-ph
Precision spectroscopy and frequency determination of the hyperfine components of the P(63) 4-4 transition of molecular iodine near 652 nm
本文利用频率调制饱和吸收光谱精密测量了652 nm附近分子碘P(63)4-4跃迁的超精细光谱，测定了电四极矩和磁自旋-转动常数，将跃迁重心精度提高250倍，并为镉原子紫外窄禁戒跃迁提供了频率参考。
2024-10-04 physics.atom-ph
Hyperfine structure and isotope shifts of the $^1P_1 \leftarrow{} ^{1}S_0$ transition in atomic zinc
利用低温缓冲气体束和正交探测器，测量了锌原子 213.8 nm 跃迁的绝对频率、同位素位移、辐射寿命及超精细结构，频率不确定度达 1 MHz（自然线宽的 1%）。
2023-09-07 physics.atom-ph
Stimulated Raman transitions via multiple atomic levels
我们考虑了碱金属原子中两个长寿命态之间通过多个中间态的受激喇曼跃迁，如超精细基态之间的跃迁。我们提出了一个简明的治疗一般，多层次的，非共振的情况下，我们展示了如何在这种方法中自然出现的光移。我们说明我们的结果应用到碱金属原子，我们具体提到铯。我们评论一些文物，仅仅是由于几何重叠的状态，这是相关的现有实验。
2010-04-12 physics.atom-ph quant-ph
Measurement of the parity violating 6S-7S transition amplitude in cesium achieved within 2 \times 10^{-13} atomic-unit accuracy by stimulated-emission detection
我们利用受激发射的不对称放大过程，为测量高度禁戒原子跃迁中的宇称破坏（PV）提供了一种新颖的方法。该方法涉及的手征，瞬态，光学增益的铯蒸汽上的7S-6 P_{3/2}过渡，探测后，它是由一个强烈的，线性偏振，共线激光激发，调谐到共振的一个超精细线的禁止6S-7S过渡在纵向电场。我们在这里报告说，与我们以前的结果相比，一秒测量灵敏度增加了3.5倍，随后统计准确度降低了3.5倍[J. Guéna et al.，物理修订版信函90，143001（2003）]。决定性的改进，设置包括增加重复率，更好地消光的探测光束在年底的探测脉冲，并为第一次，据我们所知，以下内容：一个偏振倾斜放大器，准抑制光束反射的细胞窗口，和一个Cs细胞与导电窗口。我们还提出了系统效应的实时测试，数据的一致性检查，以及原子信号中原子所见电场的1%准确度测量。在七个不同的蒸汽电池中进行的PV测量在统计误差范围内一致。在我们目前的相对统计精度为2.6%的范围内，我们目前的结果与更精确的Boulder结果是相容的，对应于E_1^{pv}的2 \times 10^{-13}原子单位的不确定度。进一步测量的理论动机强调，我们给出了一个简短的概述，最近的建议，将允许的不确定性降低到0.1%的水平，通过创造条件，不对称放大更大。
2005-03-04 hep-ph physics.atom-ph
First high-resolution spectroscopy of 201Hg+ hyperfine structure: a sensitive probe of nuclear structure and the hyperfine anomaly
利用原子钟线性四极射频离子阱中的201 Hg+，首次报道了201 Hg+超精细结构的高分辨光谱。我们测得的绝对基态超精细间隔为29.954365821130（171）（62）（10）GHz，比以前的测量提高了8个数量级。括号中的第一个误差估计是偏移线中心测量的统计误差，第二个是系统不确定度，第三个是氢脉泽参考标准的校准不确定度。通过与已知的199 Hg+基态超精细间隔的比较，我们能够推导出一个新的单电离态汞超精细异常值，δ（S ~（1/2），199 Hg+，201 Hg+）= -0.0016257（5），现在受到核磁矩比知识的限制。
2009-04-15 physics.atom-ph quant-ph
In-beam measurement of the hydrogen hyperfine splitting - towards antihydrogen spectroscopy
反氢是最轻的纯反物质原子，是研究CPT对称性的理想实验室。在绝对精度方面，基态超精细结构（GS-HFS）内的跃迁由于其小的能量分离而最有吸引力。ASACUSA建议在拉比型实验中使用冷反氢原子束来确定无场区域中的GS-HFS。本文介绍了利用ASACUSA反氢实验的光谱装置对零场氢GS-HFS的测量。$ν_\mathrm{HF}$ = $1~420~405~748.4(3.4)(1.6)~\textrm{Hz}$的测量值与$Δ$ $ν_\mathrm{HF}$ / $ν_\mathrm{HF}$ = $2.7\times10^{-9}$的相对精度构成了最精确的确定该数量在一个光束，并验证了反氢HFS实验的ppb级的发展光谱学方法。再加上最近提出的对生产区下游反氢原子$2.7~\textrm{m}$的观测，现在ASACUSA合作中已经具备了用反氢原子进行测量的先决条件。
2016-10-20 physics.atom-ph
Design and performance of an absolute $^3$He/Cs magnetometer
我们报告的设计和性能的高灵敏度的组合$^3$ He/Cs绝对测量磁场磁力计。磁力计依赖于光泵铯磁力计对核自旋极化$^3$ He气体的自由自旋进动的磁力检测。我们计划在Paul Scherrer研究所（瑞士）的超冷中子永久电偶极矩实验中部署这种类型的组合磁强计。在弗里堡大学（瑞士）建造了一个原型磁力计，并在联邦物理技术研究所（德国柏林）进行了测试。我们证明，组合磁强计允许Cramér-Rao有限的字段确定与记录时间的范围内的$\sim 500\mathrm{s}$，测量以上$500\mathrm{s}$所施加的磁场的稳定性受到限制。在$100\mathrm{s}$记录时间内，我们能够以$ΔB\sim60\mathrm{fT}$的标准不确定度对$\approx1\mathrm{μT}$的磁场进行绝对测量，对应于$ΔB/B<$ 6 $\times$ 10 $^{-8}$。
2015-08-24 physics.atom-ph
Measurement of the binding energy of ultracold $^{87}$Rb$^{133}$Cs molecules using an offset-free optical frequency comb
本文报道了用基于差频产生技术的无偏置光学频率梳测量$^{87}$ Rb $^{133}$ Cs分子在振转基态的结合能。我们利用受激拉曼绝热通道（STIRAP）产生了绝对基态的分子，其转移效率为88%.通过测量我们的STIRAP激光器的绝对频率，我们找到了从初始弱束缚Feshbach态到振转基态的能级差，其分辨率为5 kHz，能级差超过114 THz;这使我们能够辨别基态的超精细分裂。结合Feshbach态结合能和基态超精细结构的理论模型，我们确定了零场结合能为$h\times114\,268\,135\,237(5)(50)$ kHz。据我们所知，这是迄今为止对分子离解能最精确的测定。
2016-05-27 physics.atom-ph
Frequency comparisons and absolute frequency measurements of 171Yb+ single-ion optical frequency standards
我们描述了一个基于激光冷却的$^{171}$ Yb $^+$离子限制在一个射频保罗陷阱的光频标的实验。在436 nm波长处从$^2S_{1/2}(F=0)$基态到$^2D_{3/2}(F=2)$态的电四极跃迁被用作参考跃迁。为了比较两个$^{171}$ Yb $^+$标准，采用单独的频率伺服系统将两个探针激光频率稳定到两个独立存储离子的参考跃迁线中心。实验结果表明，仅$σ_y(1000 {\rm s})=5\cdot 10^{-16}$的两个系统之间的光频差相对不稳定（艾伦标准差），因此可以解决亚赫兹范围内的漂移。如果在射频陷阱场上叠加一个固定的电场梯度，可以观察到几赫兹的位移。用铯原子钟测量了Yb $^+$在688 THz的绝对光学跃迁频率，两次间隔2.8年。在$4.4\cdot 10^{-15}$ yr $^{-1}$的$1σ$相对不确定度内，可以排除该频率的时间变化。结合最近公布的其他过渡频率的恒定值，该测量提供了一个限制在$2.0\cdot 10^{-15}$年$^{-1}$的水平上的精细结构常数$α$的当前变化。
2005-04-14 physics.atom-ph
