Spectral properties of finite laser-driven lattices of ultracold Rydberg atoms
利用偶极阻塞效应研究了有限长超冷里德伯原子晶格在激光驱动下的光谱性质。均匀一维格以及与可变间距的格被认为是。在弱激光耦合的情况下，我们发现了大量的多体里德堡态，具有明确的激发特性，从基态开始，这些激发特性是可解析地接近的。对谱的简并性以及本征态的单激发数和成对激发数进行了全面的分析。在强激光区，赝费米子本征模的解析解。提供了这种近似方法的微扰能量修正。
2011-09-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Continuous Coupling of Ultracold Atoms to an Ionic Plasma via Rydberg Excitation
本文描述了超冷气体铷原子到里德堡态的双光子激发，分析了光偶极阱中原子的诱导损耗。延长里德堡激发的持续时间到几毫秒，基态原子连续耦合到所形成的带正电荷的等离子体。在这个制度中，我们测量的$n$的封锁效应的依赖性，我们解释的激发态和基态与等离子体的相互作用。我们还研究了准静电俘获势对系统的影响，证实了用$20\leq n\leq 120$建立的有质动力模型的有效性。
2011-12-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Giant cross section for molecular ion formation in ultracold Rydberg gases
研究了超冷里德伯气体中一个里德伯原子和一个基态原子的缔合电离。测得的散射截面比产生的分子的几何尺寸大三个数量级。这种反应动力学的巨大增强是由于里德伯电子介导的有效的定向质量输运.我们还发现总的非弹性散射截面由里德伯电子波函数的几何尺寸给出.
2015-03-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Enriching the quantum toolbox of ultracold molecules with Rydberg atoms
我们描述了一种由光阱分子和原子混合阵列组成的量子信息结构。这种设计利用了里德伯原子的大跃迁偶极矩，在以相干分子自由度编码的量子位之间调节快速、高保真度的门。误差通道的失谐，衰减，脉冲面积噪声，泄漏到其他分子状态进行了讨论。分子-里德伯相互作用也可用于实现非破坏性分子检测和旋转状态读出。我们考虑了一个具体的近期实施方案，使用氯化钠分子和铯里德伯原子，表明它是可能的，以实现300 ns的门与潜在的保真度$> 99.9\%$。
2022-06-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Sub-Poissonian Statistics of Jamming Limits in Ultracold Rydberg Gases
最近的几个实验通过测量Mandel Q参数确定了超冷气体中的里德堡激发数呈现亚泊松统计。这种效应归因于由于高激发原子之间的强原子间相互作用而发生的里德伯阻断。由于这种阻塞效应，系统可能最终处于所有粒子都被激发或被阻塞的状态：干扰极限。我们分析适当构建的随机图模型，捕捉封锁效果，并推导出公式的平均值和方差的干扰限制的里德堡激励的数量。这产生了一个明确的曼德尔Q参数和封锁效应之间的关系，和测量数据的比较表明，理论和实验之间的强一致性。
2015-04-10 cond-mat.quant-gas math.PR quant-ph
Ultrafast quantum random access memory utilizing single Rydberg atoms in a Bose-Einstein condensate
我们提出了一个长寿命和快速访问的量子存储单元，其中操作希尔伯特空间是由涉及两个宏观占据的超精细能级的混溶二元原子玻色-爱因斯坦凝聚体和Rydberg态的一个原子。结果表明，一个任意的量子比特状态，最初准备使用一个通量量子比特，可以迅速转移到和从被困原子系综在大约10 ns，并具有97%的大保真度，通过一个有效的双光子过程，使用外部激光的过渡到里德伯能级。因此，量子信息的可实现的超快传输使得能够从稀释的超冷气体的高度可控的量子光学设置进行大量的存储和检索循环，甚至在微秒量级的通常非常短的通量量子比特寿命内。
2013-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two-Color Optical Nonlinearity in an Ultracold Rydberg Atom Gas Mixture
报道了在超冷气体$^{85}\mathrm{Rb}$ - $^{87}\mathrm{Rb}$原子混合物中观察到的强双色光学非线性效应。通过在电磁感应透明（EIT）组态中同时耦合$^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb原子的两个探测跃迁到里德伯态，我们观察到当第二个探测场在$\sim1~\mathrm{GHz}$处失谐并击中另一个同位素的EIT共振时，一个探测场的透明共振被显著抑制.这种交叉吸收对光束传输动力学的调制可以用两个耦合的非线性波方程来描述。我们进一步证明了双色光学非线性可以通过改变不同原子同位素的密度比来调节，这突出了它在探索强相互作用的多组分光流体方面的潜力。
2021-04-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Electron lattice potentials for ultracold atoms using circular Rydberg orbitals
Max-Planck Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Joint Quantum Centre (JQC) Durham-Newcastle, Department of Chemistry, Durham University（杜伦大学化学系）；Physikalisches Institut and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Universität Stuttgart（斯图加特大学第五物理研究所及综合量子科学技术中心）；Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文学系）
本研究提出利用圆形里德伯电子轨道形成超冷原子的环形晶格势，通过电子-原子相互作用实现晶格相位与原子位置耦合，并模拟验证了双原子弹道隧穿动力学，为单电子介导的长程原子相互作用及微观量子气体实现开辟新途径。
2026-09-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Three-level rate equations in cold, disordered Rydberg gases
利用单原子双光子里德伯激发的速率方程，研究了超冷原子在无序气体中激发里德伯原子结构的形成.我们已经探讨了这些速率方程的有效性范围，并定义了一个简单的措施来确定，我们的模型是否适用于一组给定的激光参数。我们已经应用这些速率方程的超冷气体的蒙特卡罗模拟，不同的激光束剖面，并比较这些模拟实验观察，并找到一个普遍的协议。
2020-01-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ultrafast many-body dynamics of dense Rydberg gases and ultracold plasma
Center for Optical Quantum Technologies, University of Hamburg（汉堡大学光学量子技术中心）；Institute for Quantum Physics, University of Hamburg（汉堡大学量子物理研究所）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging, University of Hamburg（汉堡超快成像中心）；Institute of Experimental Physics, University of Hamburg（汉堡大学实验物理研究所）
研究通过超快激光激发超冷原子系统，探索密集的Rydberg气体与超冷等离子体的多体动力学，发现电荷不平衡是Rydberg气体衰变为等离子体的主要驱动因素。
2026-05-16 cond-mat.quant-gas
Observation of Rydberg Blockade Induced by a Single Ion
我们研究了单离子与高激发态超冷里德伯原子的长程相互作用，并报道了在数十微米距离内直接观察到的离子诱导里德伯激发阻断。我们的混合离子原子系统是直接从超冷原子系综通过近阈值光电离的单一里德伯激发，采用双光子方案，这是特别适合于产生一个非常低的能量离子。离子的运动是由小电场精确控制的，这使我们能够分析一系列主要量子数的封锁机制。最后，我们探讨了离子作为高灵敏度的单原子电场传感器的能力。观察到的离子-里德伯-原子相互作用是当前感兴趣的纠缠产生或研究超冷化学的混合离子-原子系统。
2018-09-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ultrafast creation of overlapping Rydberg electrons in an atomic BEC and Mott-insulator lattice
在光晶格（莫特绝缘体）中激发单电子波函数空间重叠的超冷原子阵列将代表一个新的和理想的平台来模拟凝聚相中的奇异电子多体现象。然而，这种高度激发的非平衡系统预计是如此短暂，以至于到目前为止还没有观测到。在这里，我们展示了实现的第一步，通过激发高卧电子（里德伯）态的原子莫特绝缘体与相干超短激光脉冲。当原子的里德堡轨道相互重叠超过主量子数阈值时，原子有效地进行自发Penning电离，导致离子计数统计的急剧变化，雪崩电离的急剧增加和超冷等离子体的形成.这些观测结果表明，实际上产生了具有重叠波函数的奇异电子态，这进一步被玻色-爱因斯坦凝聚体和莫特绝缘体之间电离动力学的显著差异所证实。
2019-10-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Fractional quantum Hall physics with ultracold Rydberg gases in artificial gauge fields
本文研究了分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，简称FWHH）体系中人工规范场作用下的超冷里德伯缀饰玻色气体。里德伯相互作用的特性在最低朗道能级（LLL）上产生了不同于标准的量子化学物理的有趣的多体基态。非本地的，但迅速减少的相互作用势有利于结晶基态非常稀的系统。虽然简单的维格纳晶体在能量上比填充分数$ν<1/12$的Laughlin液体更有利，但对于与简单维格纳晶体具有大的能隙的$ν\leq 1/6$，已经出现了复合颗粒的相关晶体。一个新的长度尺度的存在下，里德伯阻塞半径$a_B$，引起气泡结晶相的$ν\lesssim 1/4$时，平均粒子距离变得小于$a_B$，它描述了饱和，几乎恒定的相互作用势的区域。对于较大的填充物，发现了强烈相关的簇液体的迹象。
2013-04-09 cond-mat.quant-gas
Radio frequency field-induced electron mobility in an ultracold plasma state of arrested relaxation
潘宁电离释放电子在一个国家选择里德堡气体的一氧化氮夹带在超音速分子束。电子碰撞雪崩、分叉和猝灭的后续过程形成NO $^+$离子和电子的强耦合、空间相关的超冷等离子体，其表现出自组织临界性的特征。这种血浆含有一氧化氮里德堡分子的残余物。离子-电子-里德伯准平衡的传统流体动力学预言了快速衰变到中性原子。相反，NO等离子体持续了一毫秒或更长时间，这表明淬火无序产生了一种抑制电子迁移率的状态。支持这一主张，一个60 MHz的射频场与峰-峰幅度小于1 V cm $^{-1}$的行为显着动员电子，导致等离子体消散的解离复合和里德伯预解离。一个明显的密度依赖性表明，这种效果依赖于碰撞，权重逮捕松弛的想法作为一个合作性质的合奏。
2020-07-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Supersolid phases of ultracold bosons trapped in optical lattices dressed with Rydberg $p$-states
在不同的领域中，具有自发破缺对称性的工程量子相位是一个主要的研究目标。光晶格中的超冷里德伯激发原子是实现晶格平移对称性破缺量子相位的一个有前途的平台，因为它们在大于晶格常数的距离上相互作用。虽然许多理论工作被困里德伯激发的气体预测这样的阶段，特别是密度波或超固相，他们的实验观察证明是困难的，由于挑战，如散射过程和有限的实验可实现的耦合强度。这些以前的研究大多集中在各向同性相互作用的气体穿着里德堡$s$ -状态，而各向异性相互作用的影响，由于里德堡激发$p$ -状态的捕获量子气体仍然少得多的研究。此外，它表明，用于激发里德堡$p$ -态的激发方案具有优势，可实现的耦合强度和散射过程的限制相比，其$s$ -态对应物，这使得里德堡$p$ -态修饰的量子气体的研究更加有趣。在本工作中，我们研究了扩展的，两个组件的玻色-哈伯德模型，实现了一个玻色量子气体与里德堡激发$p$ -态被困在一个光晶格，在Gutzwiller平均场论。我们计算了基态相图并研究了它的不同区域。通过与各向同性情况下的相图比较，我们发现各向异性相互作用更有利于观察超固相。
2022-03-30 cond-mat.quant-gas
Probing Bardeen-Cooper-Schrieffer pairing and quasiparticle formation in ultracold gases by Rydberg atom spectroscopy
Universität Heidelberg（海德堡大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；TU Wien（维也纳工业大学）
提出利用里德伯杂质作为光谱传感器，通过功能行列式方法直接测量超流间隙，并揭示库珀对是否被破坏或完整捕获，建立了里德伯原子光谱作为强关联物质局部探针的方法。
2026-06-11 cond-mat.quant-gas
Quantum Simulation of Ultrafast Dynamics Using Trapped Ultracold Atoms
超快电子动力学通常使用脉冲激光进行研究。我们展示了一个互补的实验方法：利用囚禁的超冷原子进行超快动力学的量子模拟。与直觉相反的是，这种技术模拟了原子物理学中一些最快的过程和一些最慢的过程，导致高达12个数量级的时间放大因子。在这些实验中，作用在可调谐光阱基态中性原子上的随时间变化的力模拟了作用在束缚带电粒子上的脉冲激光的电场。我们通过一系列实验证明了与超快科学的对应关系：多体束缚态的非线性光谱学，通过势整形控制激发光谱，在强的几个周期脉冲期间观察子周期解束缚动力学，以及直接测量对超快等效脉冲的响应的载波包络相位依赖性。这些结果确立了冷原子量子模拟作为研究超快动力学的补充工具。
2018-04-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Ultrafast Electron Cooling in an Expanding Ultracold Plasma
等离子体动力学关键取决于密度和温度，因此，良好控制的实验实现是理论模型的基本基准。超冷等离子体的形成可以通过由单个飞秒激光脉冲电离微米尺寸体积的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的可调数量的原子来触发。大的密度结合极低的温度的BEC产生一个最初的强耦合等离子体在迄今为止未探索的制度桥接超冷中性等离子体和电离的纳米团簇。在这里，我们报告的超快冷却的电子，被困在轨道轨迹上的远程库仑势的密集的离子核心，冷却速率为400 K/ps。此外，我们的实验设置授予直接访问的电子温度，从5250 K松弛到低于10 K在不到500 ns。
2021-02-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.plasm-ph
Correspondence principle for many-body scars in ultracold Rydberg atoms
量子疤痕理论--一种对量子唯一遍历性的显著违反--依赖于两个互补的支柱：不稳定的经典周期轨道和所谓的准模的存在，即，与系统的少数本征态强烈重叠的非各态历经态。最近，在里德伯原子链的多体背景下，人们对量子伤疤的兴趣又重新燃起。虽然以前的理论工作已经确定了周期轨道的系统使用时间相关的变分原理（TDVP），周期轨道和准模式之间的联系一直失踪。在这里，我们提供了一个概念上简单的解析结构的准模的不可积的里德伯原子模型，并证明它们产生于“requantisation”以前建立的周期轨道时，量子涨落恢复到所有的订单。我们的结果揭示了TDVP经典系统同时扮演着平均场近似和系统经典极限的角色，从而使我们能够加强里德伯原子链中本征态疤痕与单粒子量子系统之间的类比。
2021-03-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
mm-wave Rydberg-Rydberg resonances as a witness of intermolecular coupling in the arrested relaxation of a molecular ultracold plasma
在多体系统中，失去平衡的强相关性触发了涌现的性质，这些性质可以以重要的方式限制能量和物质的自然耗散。原子的网络，经过复杂的设计来安排位置和调整相互作用能，表现出惊人的动态。但是，强相关性本身也可以起到限制可用相空间的作用。强关联约束下的弛豫导致了尺度不变性和自组织临界性的密度分布特征。一段时间以来，我们已经观察到的雪崩，分叉和淬火的状态选择的里德堡气体的一氧化氮形成超冷，强相关的超冷等离子体的自组织的迹象。这个系统的强大逮捕松弛形成一个无序状态的量子力学性质，似乎支持一个连贯的破坏运输。这里报告的工作集中在雪崩和淬火的初始阶段，使用嵌入式量子探针的毫米波光谱来表征与等离子体演化相关的分子间相互作用动力学。双共振激发制备由单一选择态$n_0f(2)$组成的一氧化氮里德堡气体。潘宁电离，随后是电子-里德伯碰撞的雪崩，形成NO $^+$离子和弱束缚电子的等离子体，其中$n_0$里德伯分子的残余群体演变为高- $\ell$。在长时间内，$n_0\ell(2) \rightarrow (n_0 \pm 1)d(2)$耗尽共振信号在中心场里德伯态的基础上的无碰撞能量重新分布。法诺线型的宽度和不对称性证明了耦合到被捕浴的程度扩大了亮态，以及亮态预解离如何混合局域系综中的能级网络。
2020-05-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
An experimental approach for investigating many-body phenomena in Rydberg-interacting quantum systems
超冷里德伯气体研究的最新进展需要先进水平的实验复杂性，其中高原子和光密度必须与良好的外场控制和灵敏的里德伯原子检测相结合。我们描述了一个量身定制的实验系统，用于生产和研究里德堡相互作用的原子从致密的超冷原子气体激发。该实验已被优化为快速占空比使用高通量冷原子源和三束光偶极阱。后者能够在几个数量级上调节原子密度和温度，一直到玻色-爱因斯坦凝聚转变。围绕原子的电极结构允许精确控制电场和里德伯原子的单粒子敏感场电离检测。我们回顾了两个实验，突出了强里德伯-里德伯相互作用对不同的多体系统的影响。首先，里德伯阻塞效应被用来预结构的原子气体自发演化成超冷等离子体之前。第二，研究了光子和原子的混合态，称为暗态极化激元。通过观察里德伯激发态原子的统计分布，我们揭示了暗态极化激元之间的相关性。这些实验最终将提供对强相互作用机制中多体现象的更深入理解，包括在量子水平上研究强耦合等离子体以及原子与光之间的界面。
2013-07-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Dynamical preparation of laser-excited anisotropic Rydberg crystals in 2D optical lattices
我们描述了通过激光激发超冷碱金属原子到Rydberg p态，在那里它们通过各向异性范德华相互作用相互作用而获得的各向异性结晶相的动态制备。我们开发了一个随时间变化的平均场模型，在实验上可访问的参数制度，但有限的二维系统，我们提出了数值模拟，以说明各向异性里德伯晶体的动态形成。
2014-08-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Strongly correlated growth of Rydberg aggregates in a vapor cell
观察原子气体中强相互作用的多体现象通常需要超冷样品。在这里，我们表明，里德伯原子之间的强相互作用势，使原子蒸气中的多体效应的观察，即使在室温下。我们激发里德伯原子在铯蒸气和观察在实时的平衡激发动力学是一致的聚集机制。实验观察表明定性和定量的微观理论模型的协议。数值模拟表明，新兴的聚集体的强相关的增长是让人想起软物质类型的系统。
2015-03-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Accessing Rydberg-dressed interactions using many-body Ramsey dynamics
我们证明，拉姆齐光谱可以用来观察里德伯装扮的相互作用。与许多先前的建议相反，我们的方案在实验测量的寿命内舒适地运行，并访问量子叠加至关重要的制度。关键的想法是建立一个自旋1/2从一个水平，这是里德堡打扮和另一个不是。这些能级可以是超精细或长寿命的电子态。一个伊辛自旋模型支配的拉姆齐动力学，我们推导出一个精确的解决方案。由于里德伯相互作用的结构，动力学显着不同于其他自旋系统。作为一个示例，自旋回波可以增加相干性衰减的速率。结果也适用于裸（未穿衣）里德伯态作为一种特殊情况下，我们定量再现最近的超快实验没有拟合。
2016-01-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spin mixing in Cs ultralong-range Rydberg molecules: a case study
计算了超冷气体中Cs（32 p）里德堡分子的振动光谱。我们考虑部分波散射的里德伯电子从地面Cs微扰原子，包括全套的自旋分辨${}^{1,3}S_J$和${}^{1,3}P_J$散射相移，并允许通过里德伯电子自旋轨道和地面电子超精细相互作用的混合单重态（S=0）和三重态（S=1）的自旋状态。与Saßmannshausen等人[Phys. Rev. Lett. 113，133201（2015）]中的线位置和轮廓。我们还确定了这些分子的自旋相关的永久电偶极矩。这是第一个这样的计算超远程里德堡分子中的所有相对论的贡献占。
2016-08-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Scanning electron microscopy of Rydberg-excited Bose-Einstein condensates
我们报告的实现高分辨率电子显微镜里德伯激发超冷原子样品。紫外激光系统的实现使我们能够通过单光子跃迁将原子激发到里德堡态。通过使用电子显微镜技术在里德伯激发的原子，我们观察到一个巨大的增强离子的产生。这是由于$l$ -改变碰撞，加宽了里德伯能级，因此增加了里德伯原子的激发速率。我们的结果为原子样品中里德伯原子的高分辨空间探测铺平了道路。
2014-03-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Spatial Patterns of Rydberg Excitations from Logarithmic Pair Interactions
在耗散激光驱动的超冷原子系综中的集体激发表现出类似晶体的模式，这是里德伯阻塞机制的多体效应。这些晶体结构是在实验中从具有固定数量的激发的配置的后选择中揭示的。在这里，我们表明，这些子合奏可以很好地表示通过对数对势相互作用的有效粒子的合奏。这使得人们可以用少量的有效粒子来研究出射图样，以确定里德堡晶体的相位，并系统地研究$N$ -体项的贡献。
2015-01-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Observation of mesoscopic crystalline structures in a two-dimensional Rydberg gas
控制和调节超冷原子气体相互作用的能力为实现物质的新阶段铺平了道路。尽管到目前为止，实验已经实现了对短程相互作用的高度控制，但实现长程相互作用将开辟多体物理学的一个全新领域，并已成为研究的中心焦点。里德伯原子非常适合实现这一目标，因为它们之间的范德华力比基态原子大许多个数量级。因此，当原子转移到里德伯态时，仅仅激光激发超冷气体就可以直接导致强关联的多体态出现。一个关键的例子是量子晶体，它由集体激发的不同空间有序结构的相干叠加组成。在这里，我们报告的强关联的激光激发的二维原子莫特绝缘体使用高分辨率，原位里德伯原子成像的直接测量。观测结果表明，在准备的多体状态的高密度组件的空间有序的激发模式的出现。它们具有随机取向，但具有明确的几何形状，形成了在整个气体中离域的集体激发的介观晶体。我们的实验证明了里德堡气体实现物质奇异相的潜力，从而为长程相互作用量子磁体的量子模拟奠定了基础。
2012-09-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A mesoscopic Rydberg impurity in an atomic quantum gas
具有大结合能的巨杂质激发态是探索在少体和多体量子系统中远离平衡动力学的新机制以及原位观测相关性的强有力的探针。受最近超冷原子系综中里德伯激发光谱研究进展的启发，我们发展了一种新的理论方法来描述量子玻色气体中里德伯激发的多尺度动力学。我们发现，从几个到多体动力学的交叉体现在一个戏剧性的变化，从解决分子线的光谱分布广泛的高斯分布代表一个超极化态，其中许多原子绑定到里德伯杂质。我们讨论了这种交叉的温度和密度依赖的光谱签名。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ultracold plasmas from strongly anti-correlated Rydberg gases in the Kinetic Field Theory formalism
关联系统的动力学在从宇宙学到等离子体物理的许多领域都是相关的。然而，由于通常涉及大量粒子，即使对于经典系统，预测和理解它们也具有挑战性。在这里，我们研究了一个超冷，相关的多体系统的排斥相互作用和初始关联设置的里德堡封锁使用动力学场论（KFT）的分析框架的演变。KFT形式主义是基于经典力学的路径积分公式，并首次发展和成功地用于宇宙学中描述暗物质的结构形成。理论框架提供了一个高度的灵活性，关于初始配置和粒子之间的相互作用，此外，计算成本低。更重要的是，分析方法使我们能够更好地了解主导动态的过程。在这项工作中，我们表明，KFT可以应用在一个更一般的背景下，并研究相关的离子等离子体的演变。我们发现良好的协议之间的分析KFT结果的演变的关联函数和数值模拟得到的结果。我们使用的关联函数与KFT得到的计算温度增加的离子系统由于无序诱导加热。对于某些参数的选择，我们观察到的效果可以逆转，导致相关冷却。由于其数值效率相比，数值模拟，使用KFT的详细研究可以帮助约束参数空间，其中无序诱导加热是最小的，以达到强耦合的制度。
2023-02-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Hydrodynamic stabilization of self-organized criticality in a driven Rydberg gas
最近，在强相互作用的里德堡态的连续激光激发下，在超冷原子气体中观察到了自组织临界性（SOC）特征[S. Helmrich等人，《自然》，577，481--486（2020）]。这为研究这种有趣的动力学现象创造了独特的可能性，例如，在受控的实验条件下，探索其鲁棒性和普适性。在这里，我们研究的自组织动力学的驱动超冷气体，并确定一个意想不到的反馈机制，这是特别重要的系统耦合到热浴。它通过粒子从云的侧翼向中心的流体动力学运输，在陷阱中心维持了一个相当长的时间。这补偿了雪崩引起的原子损失，并导致特征平顶密度分布，为SOC提供额外的实验签名，并最大限度地减少不均匀性对SOC特征的影响。
2020-09-28 cond-mat.quant-gas
Adiabatic Formation of Rydberg Crystals with Chirped Laser Pulses
近年来，超冷原子气体已被广泛用于实现凝聚态现象的教科书示例。最近，对于高度激发的“冻结”的里德伯原子气体，已经预测了到有序结构的相变。这样的里德伯晶体是一种具有可调晶格参数的稀金属固体模型，并提供了各种各样的基本现象。我们从理论上研究了如何在四个不同的冷原子系统中创建这样的结构，通过使用定制的激光激发在存在强里德伯-里德伯相互作用。我们详细研究了这些系统的实验要求和限制，并在一个，两个和三个维度的小晶体里德伯结构的基本性质的特征。
2011-05-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Precision spectroscopy of negative-ion resonances in ultralong-range Rydberg molecules
负离子在电子脱离极限附近的能级结构决定了电子与母中性原子的低能散射。我们证明，一个单一的超冷原子束缚在里德伯轨道内形成一个超长程里德伯分子提供了一个原子尺度的系统，这是高度敏感的电子中性散射，从而允许详细的洞察到潜在的近阈值阴离子状态。我们的测量揭示了迄今未观察到的精细结构的$^3P_J$三重的Rb $^-$，并允许我们提取参数的相关$p$波散射共振偏离以前的理论估计。此外，我们观察到一种新的里德堡分子的负离子自旋轨道耦合介导的对齐机制。
2019-08-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Many-body interferometry of a Rydberg-dressed spin lattice
超冷原子是研究物质在平衡态和非平衡态下强关联相的理想平台。这一领域的许多实验进展关键依赖于对两个原子之间接触相互作用的控制。控制遥远的基态原子之间的强长程相互作用一直是一个长期的目标，开辟了通往研究全新量子多体系统的道路，包括受抑或拓扑磁体和超固体。通过近共振激光耦合到里德伯态对基态原子进行光修整已经被提出作为设计这种相互作用的通用方法。然而，到目前为止，这种方法在多体环境中的相互作用控制的巨大潜力还没有得到实验证实。在这里，我们报告的实现相干里德伯敷料在超冷原子格子气和直接探测的诱导相互作用势使用单原子灵敏度的干涉技术。我们使用这种方法来实现一个二维的合成自旋晶格，并通过调整有效自旋相互作用的范围和各向异性来展示其多功能性。我们的测量结果与多体动力学的精确解非常一致，为这些系统中高度精确的相互作用控制提供了进一步的证据。最后，我们确定了一个集体的多体衰变过程，并讨论了可能的路线，以克服目前的限制的相干时间。我们的工作标志着在光晶格中利用激光控制的里德伯相互作用研究奇异量子磁体的第一步。
2016-08-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rydberg Electrons in a Bose-Einstein Condensate
研究了超冷里德伯原子与原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的混合系统。里德伯电子与BEC原子之间的耦合导致声子的激发，声子的交换引起里德伯原子之间的汤川相互作用。由于小的电子质量，与这种准粒子介导的相互作用相关的有效电荷可以很大，而其范围等于BEC的愈合长度，这可以通过调整BEC原子的散射长度来调整。我们发现，对于小的愈合长度，BEC的畸变可以“成像”里德伯电子的波函数密度，而大的愈合长度诱导两个里德伯原子之间的吸引Yukawa势，可以形成一种新型的超长程分子.我们讨论这两种情况下的一个现实的系统。
2014-10-29 cond-mat.quant-gas
Z$_2$ topological orders in kagomé dipolar systems: Feedback from Rydberg quantum simulator
受Rydberg原子阵列模拟拓扑序启发，本文研究kagomé晶格偶极系统中由偶极相互作用诱导的Z₂拓扑序，构建格点规范理论描述spinon与vison激发，并提出实验检测方案及物理实现途径。
2024-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
