Systematic observation of tunneling field-ionization in highly excited Rb Rydberg atoms
研究了Rb原子里德伯原子中高$n$（90 $\leq n \leq$ 150）多重态在高摆率下的脉冲场电离.在研究的$n$区域系统地观察到两个场电离谱峰，其中低峰处的场值几乎不依赖于歧管中的激发能，而高峰处的场值随着激发能的增加而增加。较高峰分量占总电离信号的比例随着$n$的增加而增加，在$n$ = 147时超过80%。峰值分量的特征行为和与理论预测的比较表明，较高的峰值分量是由于隧穿过程。所得结果首次表明，在这种高激发态的非氢类里德伯原子中，隧穿过程越来越起主导作用。
2002-04-15 physics.atom-ph
Non-adiabatic dynamics in Rydberg gases with random atom positions
超冷气体中高度激发的里德伯原子的集合可以通过范德华力和共振偶极-偶极相互作用的组合而运动。因此，集体电子里德伯态可能会由于非绝热跃迁而改变，特别是如果配置遇到锥形相互作用。对于实验上最容易的情况下，其中的里德伯原子最初随机激发在一个三维的块状气体封锁条件下，我们数值计算表明，非绝热过渡时，可以从最具活力的排斥BO-表面开始是常见的。我们概述了如何使用微波共振选择性地激发这种状态，并证明了一个制度，几乎所有的碰撞电离的里德伯原子可以追溯到以前的非绝热过渡。由于里德伯电离是相对简单的检测，这里考虑的激发和测量方案呈现在里德伯运动的非绝热效应更容易证明实验比以前考虑的情况。
2021-06-25 physics.atom-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
Isolated-core quadrupole excitation of highly excited autoionizing Rydberg states
在Sr $^+(N=5)$阈值附近研究了高角动量Sr原子高激发态的结构和光激发动力学。利用共振多光子孤立芯激发记录的光谱进行了分析与计算的基础上的配置相互作用与外部复杂的缩放，处理的相关运动的两个价电子的Sr的第一性原理。结果合理化与模型的基础上多通道量子亏损理论和电子相关微扰处理计算的跃迁偶极矩。总之，这两种方法表明，在光谱中观察到的大多数线产生于一个单一的光学活性状态的相互作用，耦合到初始状态的电偶极跃迁，与整个双激发里德堡系列。对于相同的初始和最终主量子数值，负责这种相互作用的长程电子相关出人意料地消失，这与高$l$ Rydberg电子的准氢性质有关。这种特殊情况，特别是消失的相互作用，令人惊讶地观察到了一个电分离的\emph{quadrupole}-具有与相邻电偶极跃迁类似强度的芯激发。
2023-01-16 physics.atom-ph
Charge Transfer in Ultracold Rydberg-Ground State Atomic Collisions
在激发态分子中，共价里德伯和离子对通道之间的相互作用形成了一类独特的激发里德伯态，其中振动能级的无限流形相当于具有重电子质量的原子里德伯态。离子对态的产生通常需要通过一个或多个相互作用的里德伯态进行激发;这些相互作用的通道是通量损失的途径，降低了离子对产生的速率。在这里，我们开发了一个分析，渐近电荷转移模型的超冷里德伯分子状态之间的相互作用，并采用这种方法来证明非共振场控制离子对形成的效用，与近单位效率。
2015-12-08 physics.atom-ph
Directional THz generation in hot Rb vapor excited to a Rydberg state
我们在加热的蒸气室中光学激发$^{85}$ Rb原子到低里德伯态10 D $_{5/2}$，并观察到3.3 THz和7.8 THz的定向太赫兹（THz）光束。这些太赫兹场是由从10 D $_{5/2}$态到11 P $_{3/2}$和8 F $_{7/2}$态的放大自发发射产生的。此外，我们观察到的紫外（UV）光产生的四波混频的光泵激光器和3.3太赫兹领域。我们的特征所产生的太赫兹功率的失谐和泵浦激光器的功率，并确定实验条件有利于太赫兹和紫外产生，分别。我们的方案为产生高功率窄带太赫兹辐射铺平了新的途径。
2020-12-31 physics.atom-ph
Experimental verification of minima in excited long-range Rydberg states of Rb_2
最近的理论研究与碱金属原子A $^{\ast}$激发到高里德堡态预测的存在超远程分子束缚态。这种激发的二聚体具有大的电偶极矩，与它们的长辐射寿命相结合，使它们成为应用中操纵的优秀候选者。这封信报告的Rb主系列线的自增宽的实验研究，揭示了多个卫星线翼。的卫星同意的位置定量与理论预测的最小值在激发远程里德堡态的Rb $_2$。
2006-09-25 physics.atom-ph physics.chem-ph
Manipulating ionization path in a Stark map: Stringent schemes for the selective field ionization in highly excited Rb Rydberg atoms
我们发展了一种严格的方法，选择性地研究了高激发Rb里德伯原子中位于相邻流形上下的低角动量（$\ell$）态。该方法充分利用了高转换速率下流形态的脉冲场电离特性：在低转换速率下，原子在第一个避免交叉点处通过绝热跃迁，从邻近流形上的低$\ell$态转移到流形上的最低（最高）态，然后在高转换速率下，原子被驱动到高电场中电离.由于隧穿过程，流形的这些极端状态在完全不同的场下被电离，从而导致严格的选择性。实验证明了实现该方法的两种操作方案。
2002-04-17 physics.atom-ph
Electromagnetically induced transparency of ultralong-range Rydberg molecules
研究了超冷原子介质中里德伯分子的形成对里德伯极化激元的存储和恢复的影响。我们观察到相干复苏出现在检索效率的存储光子，起源于同时激发的里德伯原子和里德伯分子在系统中与随后的干扰之间的可能的存储路径。我们证明了在很大的主量子数范围内，所观察到的结果可以用只包括原子里德伯态和里德伯二聚体分子态的两态模型来描述。在较高的主量子数的多原子分子的影响变得相关和系统的动力学经历了一个过渡，从一个少态系统的相干演化到一个有效的退相到一个连续的分子状态。
2017-05-10 physics.atom-ph
Many-body dynamics of holes in a driven, dissipative spin chain of Rydberg superatoms
高里德堡态原子间的强偶极-偶极相互作用可以抑制微米级捕获体积内的多个里德堡激发，并在更大的距离产生相当大的里德堡能级位移。光学微阱中的原子系综然后形成具有集体增强的跃迁速率的里德堡超原子到单激发态。这些超原子可以代表介观的、强相互作用的自旋。我们研究了由激光场驱动的这种有效自旋的规则阵列，该激光场被调谐以补偿相邻超原子之间的相互作用引起的能级移动。在初始的瞬态过程中，一些激发的超原子种子的级联共振促进激发的大簇的超原子。由于自发衰变，系统然后弛豫到具有几乎通用的里德堡激发密度$ρ_{\mathrm{R}} = 2/3$的稳定状态。这种状态的特点是高度非平凡的准粒子的平衡动力学-激发空穴的晶格里德伯激发超原子。我们推导出一个有效的多体模型，占空穴流动性以及不断创造和湮灭的空穴相互碰撞后。我们发现，孔表现出几乎不可压缩的液相高度亚泊松数统计和有限范围的密度-密度相关。
2017-06-14 physics.atom-ph
Annulled van der Waals interaction and fast Rydberg quantum gates
一对相距几微米的中性原子，在大主量子数的完全相同的s态中，经历范德华相互作用。如果微波场被用来产生具有不同主量子数的s态的叠加，则可以发现零点，在该零点处特定的叠加态不经历范德华相互作用。提出了这种新型里德堡态在量子控制Z门中的应用，它利用了GHz速率跃迁到附近的里德堡态。门操作时间在几十纳秒的预测。
2017-04-25 physics.atom-ph
Generation of doubly excited Rydberg states based on Rydberg antiblockade in a cold atomic ensemble
里德伯原子之间的相互作用可以显著地改变里德伯激发动力学。在共振驱动场作用下，处于高位态的里德伯-里德伯相互作用可以引起原子共振的位移，从而使二次里德伯激发变得不可能，导致里德伯阻断效应。在相关效应中，光与原子的里德伯态的非共振耦合有助于里德伯反封锁效应，其中里德伯相互作用产生共振条件，其促进里德伯原子气体中的二次激发。在这里，我们研究了光与物质的相互作用和非共振双光子激发的动力学，包括两个和三个原子的里德伯相互作用及其对冷原子系综中激发态动力学的影响。在一个实验激励的制度，我们找到了最佳的物理参数，如拉比频率，双光子失谐，和泵的持续时间，以实现显着提高产生双激发集体原子态的概率。由于里德伯反封锁效应，这导致了大的自相关值，并使该系统成为高纯度双光子Fock态源的潜在候选者。
2019-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Lifetimes of ultralong-range Rydberg molecules in vibrational ground and excited state
由高激发态里德伯原子和基态原子组成的超长程里德伯分子自首次被实验观测以来，就引起了超冷化学领域的广泛关注。特别是它们从里德伯原子继承的有趣的性质，如大小，极化率和结合类型，是令人感兴趣的。该领域的一个悬而未决的问题是与相应的原子里德伯态相比，分子的寿命减少。在这封信中，我们对^3 π（5s-35 s）分子在振动基态和激发态的寿命进行了实验研究。我们表明，寿命依赖于基态原子的密度，这可以描述在一个经典的散射分子和基态原子之间的框架。我们还发现，激发态的分子有一个更减少的寿命相比，基态，这可以归因于向内渗透的束缚原子对由于不完美的量子反射，发生在特殊形状的分子势。
2011-02-20 physics.atom-ph quant-ph
Adiabatic potentials of cesium $(nD_J)_2$ Rydberg-Rydberg macrodimers
静电多极相互作用产生长程Rydberg-Rydberg大分子二聚体。我们计算了铯$(nD_{J})_2$里德堡大二聚体的绝热势，主量子数$n$从56到62，$J=3/2$和$5/2$，以及允许值的原子角动量分量沿核间轴，$M$的守恒和。对于大多数组合，$(n, M, J)$恰好存在一个结合势，这应该产生Rydberg大分子二聚体状态。我们研究了绝热势的依赖关系的大小上的两体基组中使用的计算，并在最大的顺序，$q_{max}$，包括在计算中的多极条款。我们确定的结合能和长度的结合绝热势，并研究其标度行为的有效主量子数的函数，这些参数是相关的实验制备里德伯原子大二聚体。避免绝热势之间的交叉影响阱的形状和不同的标度行为在两个不同的领域在$n$。讨论了利用双色双共振光缔合反应制备$(nD_J)_2$里德堡原子大二聚体的实验方案。
2018-06-11 physics.atom-ph
Blackbody radiation Zeeman shift in Rydberg atoms
本文研究室温黑体辐射引起的里德伯原子塞曼位移，揭示其因抗磁贡献随主量子数急剧增长，并指出在里德伯态跃迁的差分位移中黑体辐射塞曼位移可超过斯塔克位移，对精确测定里德伯常数实验具有重要影响。
2025-07-01 physics.atom-ph
Three-dimensional Roton-Excitations and Supersolid formation in Rydberg-excited Bose-Einstein Condensates
研究了原子与高激发里德堡态弱耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的行为。由于后者具有非常强的范德华相互作用，这种耦合诱导了修饰的基态原子之间有效的非局域相互作用，与偶极相互作用相反，它们是各向同性排斥的。然而，人们发现部分吸引力的动量空间，产生了一个roton-maxon激发光谱和过渡到一个超固态的三维凝聚。退相干和损失机制的详细分析表明，这些现象是可观察到的与目前的实验能力。
2010-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Observation of intrastate and interstate facilitation between Rydberg S, P and D levels
CNR-INO（意大利国家研究委员会光学研究所）；Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa（比萨大学物理系）
研究通过实验观察Rydberg能级在近邻Rydberg原子作用下非共振激发的促进现象，发现蓝移和红移调制下的激发增强及正Mandel Q参数，验证了Rydberg-Rydberg相互作用对S、P和D能级的促进作用。
2026-04-22 physics.atom-ph
Rubidium Rydberg macrodimers
我们探讨了高主量子数n里德堡态激发的两个原子之间的长程相互作用，并提出了计算势能面（PES）的各种对称性的双激发ns和np铷原子。我们发现，这些对称性的PES表现出深（~GHz）的势阱，它可以支持非常广泛的（~微米）的束缚振动态（macrodimers）。我们提出了n-缩放关系的深度De的井和这些macrodimers的平衡分离Re，并探讨其响应小电场和稳定性相对于predissociation。最后，我们提出了一个计划，通过光缔合形成和研究这些大二聚体，并显示如何可以探测各种\ell -字符的势阱。
2011-07-16 physics.atom-ph
Long-range potentials and $(n-1)d+ns$ molecular resonances in an ultracold rydberg gas
计算了高激发态铷原子间$0_g^{+}$、$0_u^{-}$和$1_u$对称性的长程分子势。强$np+np$潜力的特点是这些对称性是重要的，在描述相互作用诱导的现象，在高$np$里德堡态的激发光谱。长程分子共振是这样的现象，它们首先在S.M. Farooqi { \it等}，物理修订信函{ \bf 91} 183002。这些共振中的一类发生在对应于激发原子对$(n-1)d+ns$的能量处。这样的共振归因于由于里德伯-里德伯相互作用导致的$\ell$ -混合，使得原本被禁止的分子跃迁变得允许。我们计算了Hund情形（c）中的分子势，用它们找到了共振线型，并与实验结果进行了比较。
2008-01-15 physics.atom-ph
Intrinsic Optical Bistability in a Strongly-Driven Rydberg Ensemble
我们观察和表征内禀光学双稳态在稀里德伯蒸汽。的双稳态的特征在于通过急剧跳跃的状态之间的低和高里德堡占有率与跳跃向上和向下的位置显示滞后取决于控制参数被改变的方向。我们发现跳跃点的频率偏移与主量子数的四次方成比例。此外，滞后窗口的宽度随着主量子数的增加而增加，在达到峰值然后再次关闭之前。实验结果与基于半经典Maxwell-Bloch方程的简单理论模型的预测一致，包括加宽和频率偏移的影响。这些结果提供了深入了解驱动耗散系统的动力学。
2016-03-04 physics.atom-ph
Full counting statistics of laser excited Rydberg aggregates in a one-dimensional geometry
我们实验研究了准一维里德堡气体激发的少体里德堡聚集体的全计数统计。我们测量不对称的激发光谱和增加的二阶和三阶统计矩的里德伯数分布，从中我们确定的平均聚集体大小。与数值模拟的直接比较揭示了液体样的空间相关性的存在下，并表明初始晶粒周围的聚集体的顺序增长。这些发现证明了耗散效应在强关联里德堡气体中的重要性，并介绍了一种在没有成像的情况下研究强相互作用多体量子系统中时空关联的方法。
2014-01-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Preparation of Long-Lived, Non-Autoionizing Circular Rydberg States of Strontium
碱土金属里德伯原子是量子技术中非常有前途的工具。高激发态的外层电子使其具有里德伯原子的显著性质，特别是当离子核中保留一个光学活性电子时，它们与外场或其他里德伯原子有很强的耦合，而低角动量的里德伯态在离子核被激发时几乎立即发生自电离。在这里，我们表明，锶圆形里德伯原子与核心激发在$4D$亚稳态水平是不受自电离超过几毫秒的时间尺度。这使得捕获和激光冷却里德伯原子成为可能。此外，我们观察到单重态到三重态的跃迁，由于核心的光学操作，打开了一个量子微波光学接口的方式。
2020-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Highly-Excited Rydberg Excitons in Synthetic Thin-Film Cuprous Oxide
氧化亚铜（${}_2$）是一种很有前途的大主量子数激子里德堡态（$n$）的固态基质，其夸张的波函数尺寸（$\propto n^2)$）促进了巨偶极-偶极（$\propto n^4$）和范德华（$\propto n^{11}$）相互作用，使其成为固态量子技术的理想基础.合成的薄膜Cu ${}_2$ O样品特别令人感兴趣，因为它们可以通过仔细控制的制造无缺陷，并且原则上适合于观察由里德伯阻断引起的极端单光子非线性。在这里，我们提出了光谱吸收和光致发光研究的里德堡激子在合成铜${}_2$ O生长在透明衬底上，报告黄色激子系列高达$n = 7$。我们进行这些研究的功率高达2 mW，温度高达150 K，最高温度可以观察到的里德伯系列。这些结果为可扩展和可集成的片上基于Rydberg的量子器件打开了一个新的门户。
2022-10-28 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg trimers and excited dimers bound by internal quantum reflection
量子反射是一种纯粹的波现象，它预测了经典完全透射发生的情况下粒子在变化的电势下的反射。对于化学键，我们发现这种效应可以导致非经典的振动转折点和束缚态在非常大的原子间距离。直到最近，这种超长程里德堡分子的存在才被实验证实。在这里，我们确定了广泛的分子线，其中大部分被证明是源于两个不同的新的来源：一个单光子相关的三原子分子形成的一个里德伯原子和两个基态原子和一系列的激发二聚体状态，绑定到目前为止未开发的机制的基础上，在陡峭的电位下降。在这项工作中确定的里德伯分子的性质使它们有资格成为超冷温度下新型化学的原型。
2009-12-20 physics.atom-ph physics.chem-ph
Size-Reduction of Rydberg collective excited states in cold atomic system
大量原子的集体效应表现出光与原子之间增强的相互作用。这在量子光学和量子信息中引起了极大的兴趣。当原子群的集体激发态在拉比振荡中发生变化时，原子群的拉比振荡表现出丰富的动力学性质。在这里，我们实验观察到的里德伯集体态的拉比振荡在冷原子稀释气体的尺寸缩小效应。里德伯集体态首先由里德伯量子存储器产生，通过测量恢复的光场振幅的时间轨迹，我们观察到振荡频率降低的效应，其表现出啁啾特性。这是由同时衰变到整体基态和整体原子损失引起的。所观察到的振荡依赖于耦合激光的有效拉比频率和失谐量，以及来自非均匀加宽的退相。研究结果显示了利用光与里德伯原子相互作用研究大量原子集体效应动力学和操纵单光子波包的潜在前景。
2022-05-18 physics.atom-ph quant-ph
Simulating Quantum Spin Models using Rydberg-Excited Atomic Ensembles in Magnetic Microtrap Arrays
我们提出了一个方案来模拟晶格自旋模型的基础上强和远程相互作用的里德伯原子存储在一个大间距阵列的磁性微陷阱。每个自旋被编码在一个集体自旋状态，涉及一个单一的$nP$里德伯原子激发基态碱金属原子通过里德伯封锁准备的合奏。激发激光器关闭后，相邻晶格位置上的里德伯自旋态通过一般的各向同性或各向异性自旋-自旋相互作用相互作用。为了读出集体自旋态，我们提出了一个单一的里德伯原子触发的雪崩方案，其中一个单一的里德伯原子的存在下，有条件地转移大量的基态原子的陷阱，可以很容易地检测到的位置分辨吸收成像。这样的量子模拟器应该允许在几乎任意的二维配置的量子自旋系统的研究。这为工程奇异自旋模型铺平了道路，例如基于三角对称晶格的自旋模型，它可以产生受抑自旋磁性。
2016-07-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Relativistic and Radiative Energy Shifts for Rydberg States
本文研究了类氢系统中高激发束缚态（里德堡态）的相对论效应和量子电动力学效应。特别地，计算了20 <= n <= 60范围内所有循环态（l = n-1）的类氢单圈Bethe展开，并成功地与已有的大主量子数n的渐近展开进行了比较.我们提供准确的扩展的Bethe对数的大值n，S，P和圆形的里德伯态。这三个展开式可以在指定的原子态流形中，给出主量子数n > 20的任何贝特矩阵，精确到小数点后五到七位。在数值精度范围内，结果构成了统一的，通用的量子电动力学修正公式，其有效性不限于一个单一的原子状态。这些结果是相关的辐射位移的里德堡态的准确预测和最近研究的激光修饰的兰姆位移，这是观察到的强相干波光场的描述。
2004-06-03 physics.atom-ph
Autoionization of high-$\ell$ core-excited Rydberg states of alkaline-earth-metal atoms
本文结合组态相互作用外复标度法与微扰方法，计算了碱土金属原子在广泛 $n$ 和 $\ell$ 范围内的芯激发里德堡态自电离率，归纳出高 $\ell$ 态自电离的五条普遍规律并提出了标度经验公式。
2023-07-06 physics.atom-ph
Magic trapping of a Rydberg ion with a diminished static polarizability
高度激发的里德伯态通常是极端可极化的，并且对电场极端敏感。因此，限制在电场中的里德伯离子具有依赖于状态的俘获电势。我们通过耦合两个静态极化率相反的里德堡态，设计了一个对电场不敏感的里德堡态，实现了与态无关的魔阱。我们表明，魔法捕获的离子可以相干激发到里德堡态，而不需要控制离子的运动。
2020-05-25 physics.atom-ph quant-ph
Preparation of circular Rydberg states in helium with $n \geq 70$ using a modified version of the crossed-fields method
用改进的交叉场方法在氦原子中制备了含$n=70$的环形里德堡态。这种制备高$n$圆形里德堡态的方法克服了标准交叉场方法在此和更高的$n$值下出现的局限性。实验中，原子在脉冲超声束中运动，原子最初在16.154 G的磁场中通过共振增强双色双光子激发从亚稳态1 s 2s $\,^3$ S $_1$能级被激光光激发到1 s 73 s $\,^3$ S $_1$能级。这些激发的原子然后使用0.844 V/cm的垂直电场极化，并通过微波辐射的脉冲转移到这样的状态，即，当电子去极化时，在零电场中演化成$n=70$圆态。激发态原子通过选择态电场电离检测。通过与所使用的垂直电场和磁场中计算的原子能级结构进行比较，验证了圆形状态制备过程的每个步骤。在最初激发到1 s 73 s $\,^3$ S $_1$能级的原子中，$\sim80$被转移到$n=70$循环态。在$n$的这些高值下，$Δn = 1$圆形到圆形里德堡态跃迁发生在低于20 GHz的频率下。因此，在这些状态下的原子，以及这里提出的圆形状态的制备过程，非常适合于混合腔QED实验与里德伯原子和超导微波电路。
2018-10-25 physics.atom-ph
Rydberg rings
处于高激发里德堡态的原子具有显著的性质，是研究强相互作用多粒子系统中量子现象的有力工具。我们研究了处于环形晶格中的碱金属原子，并将其激发到里德堡态。该系统构成了研究相干演化量子多粒子系统在无热浴条件下热化的理想模型系统。此外，它提供了令人兴奋的前景，创造纠缠的多体量子态，可以作为一种资源，用于产生单光子。
2010-08-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Using Koopmans' theorem for constructing basis sets: Approaching high Rydberg excited states of lithium with a compact Gaussian basis
本文提出利用 Koopmans 定理变分优化离子实虚轨道以构造紧凑弥散高斯基，在 EOM-CCSD 水平获得大量此前未能从头算收敛的锂高 Rydberg 态，激发能精度达 meV 量级。
2022-10-04 physics.atom-ph physics.chem-ph
Measurement and numerical calculation of Rubidium Rydberg Stark spectra
本文报道了用电磁感应透明（EIT）方法测量静态电场中$^{87}$ Rb里德伯原子的斯塔克位移能级。电场强度高达500 V/cm，范围超过经典的电离阈值，使用电极内的玻璃细胞与铷蒸汽。在高信噪比下得到了主量子数$n=35$和$n=70$的Stark图，并与[M. L. Zimmerman等人，Phys. Rev. A 20，2251（1979）]，其最初仅针对$n=15$周围的状态进行验证。我们还计算了低位态和斯塔克位移里德堡态之间的偶极矩阵元，给出了EIT信号相对强度的理论估计。本文的工作在高主量子数和高电场范围内扩展了该数值方法的实验验证，其精度可达2 MHz。
2015-03-31 physics.atom-ph
Tailoring Rydberg interactions via Förster resonances: state combinations, hopping and angular dependence
福斯特共振提供了一个高度灵活的工具来调整两个里德伯原子之间相互作用的强度和角度形状。我们给出了一个详细的解释如何福斯特共振可以通过搜索通过一个大范围的可能的量子数组合。考虑到Rydberg态的精细结构分裂，我们将搜索方法应用于主量子数为30 ~ 100的$^{87}$ Rb的$SS$、$SD$和$DD$对态.我们发现了主量子数相差很大的原子之间的各种强共振。我们通过引入一个与磁量子数和几何形状无关的品质因数$\tilde C_3$来量化这些共振的强度，从而通过相互作用强度对共振进行分类。我们进一步预测在何种程度上激发交换是可能的不同的共振，并指出限制的相干跳跃过程。最后，我们讨论了偶极-偶极相互作用的角度依赖性及其共振附近的可调谐性。
2016-07-25 physics.atom-ph
Rydberg ions in coherent motional states: A new method for determining the polarizability of Rydberg ions
本文提出了一种测量束缚在Paul阱谐振势中的里德伯离子极化率的方法。对于高激发电子态，电子波函数和俘获场之间的耦合根据离子的运动状态修改激发概率。这种相互作用强烈地依赖于激发态的极化率，并表现在离子的状态依赖的长期频率。我们初始化一个单一的捕获$^{40}$钙$^+$离子从运动基态到相干态与$|α|$高达12使用的陷阱段上的电压。首先在长寿命的3D $_{5/2}$状态中初始化的内部状态在双光子过程中经由5 P $_{3/2}$状态被激发到Rydberg S $_{1/2}$ -状态。我们探测由于里德伯激发，随后衰减到内部地面4S $_{1/2}$状态的3D $_{5/2}$状态的耗尽。通过分析得到的光谱，我们提取的Rydberg态的极化率与数值计算相一致。该方法易于实现，适用于不同的里德堡态，而不管它们的主量子数或角量子数量子数。用里德伯离子晶体进行量子门操作需要一个精确的状态极化率值。
2022-08-23 physics.atom-ph quant-ph
Resonant stroboscopic Rydberg dressing: electron-motion coupling and multi-body interactions
本文研究两种共振频闪里德伯缀饰方案，揭示非绝热与绝热情形下均可通过电子-运动耦合产生显著的多体相互作用。
2024-11-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Trap-loss spectroscopy of Rydberg states in ytterbium
我们提出了一个实验研究的里德堡$^1S_0$ -和$^1P_1$ -系列的镱的主量子数范围内的$n=70$到$90$。研究是在$399\,\text{nm}$的$6^1S_0 \rightarrow 6^1P_1$跃迁上使用磁光阱中的阱损耗谱进行的。与通常使用的场电离和离子检测的里德伯光谱法相比，陷阱损失光谱法明显更简单，并且需要不太复杂的实验装置。使用这种方法，我们确定的标量和张量的极化率的相对值，$6sns\,^1S_0$ -和$6snp\,^1P_1$ -里德堡态。
2022-11-21 physics.atom-ph
A Rydberg-dressed Magneto-Optical Trap
提出并论证了里德伯修饰Sr原子的激光冷却和囚禁。通过非共振耦合的激发态的一个狭窄的（7 kHz）的冷却过渡到一个高躺里德伯态，我们转移里德伯属性，如增强的电极化到一个稳定的磁光阱工作在$< 1 μK$。通过增加密度到$1 \times 10^{12} \rm{cm^{-3}}$，我们表明，它是可能达到的制度，里德伯打扮原子之间的长程相互作用变得可比的动能，打开一条路线，结合激光冷却与可调的长程相互作用。
2018-01-11 physics.atom-ph
Multichannel long-range Rydberg molecules
提出了一类广义的超长程里德堡分子，它由多通道里德伯原子组成，其最外层电子与远处的基态原子形成化学键。这样的多通道里德堡分子表现出良好的性质，激光激发，因为状态存在的量子亏损与主量子数强烈变化。由此产生的具有高轨道角动量状态的近简并的发生促进了低$l$与高$l$深度结合的“三叶虫”分子状态的混合，从而规避了电偶极子选择规则所造成的通常困难。这种状态也可以表现出多尺度结合的可能性，这可能为量子操纵提供新的选择。
2015-07-13 physics.atom-ph
H-, He-like recombination spectra III: $n$-changing collisions in highly-excited Rydberg states and their impact on the radio, IR and optical recombination lines
在中到高密度，电子（去）激发碰撞是占主导地位的过程，为人口或人口减少高里德伯态。特别是，能量变化（$n$变化）碰撞率的准确知识是预测气体星云射电复合谱的决定性因素。文献中存在的不同数据集来自碰撞参量计算或半经验拟合，并且速率系数在2的因子内一致。本文表明，这些不确定性造成的误差低于5%的发射的射电复合线（RRL）的大多数电离等离子体的典型星云。然而，在里德伯能级之间的跃迁被脉泽效应放大的特殊情况下，误差可以增加到20%。我们提出的光学深度和H $nα$线发射的活动星系核（AGN）宽线区（BLR）和猎户座星云水泡的模拟展示我们的发现。
2019-03-18 astro-ph.GA physics.atom-ph
Ultrafast Many-Body Dynamics in an Ultracold Rydberg-Excited Atomic Mott Insulator
该研究在三维单位填充原子 Mott 绝缘体的里德伯激发晶格中，用阿秒精度 Ramsey 干涉观测皮秒多体动力学，并证明需纳入量子涨落，为模拟强关联电子动力学提供平台。
2022-01-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
On the treatment of $\ell$-changing proton-hydrogen Rydberg atom collisions
质子与高激发态里德堡氢原子之间的能量守恒、角动量变化碰撞对于精确理解光子退耦时代的原子复合以及原始核合成后的元素丰度具有重要意义。早期研究$\ell$变化碰撞的方法仅对偶极允许（$Δ\ell=\pm 1$）跃迁使用微扰理论.一个精确的非微扰量子力学处理是可能的，但它是在计算成本高激发里德堡态。在这篇文章中，我们将展示如何获得一个精确而简单的半经典极限，并进一步发展由非微扰量子力学处理所提供的物理见解。
2017-07-27 astro-ph.CO physics.atom-ph
Macrodimers: ultralong range Rydberg molecules
我们研究了两个里德伯原子之间的长程相互作用，并预言了平衡距离为数千玻尔半径的超长里德伯二聚体的存在。计算了两个铷原子在同一激发态$np$下的色散系数$C_{5}$、$C_{6}$和$C_{8}$，发现它们分别具有类似于$n^{8}$、$n^{11}$和$n^{15}$的标度.我们表明，对于某些分子的对称性，这些系数导致长程势阱，可以支持分子结合水平。这样的大二聚体将对它们的环境非常敏感，并且可以探测弱相互作用。我们建议实验来检测这些大二聚体。
2002-01-10 physics.atom-ph
Suppression of Excitation and Spectral Broadening Induced by Interactions in a Cold Gas of Rydberg Atoms
本文报道了冷铷里德伯原子气体中超长程相互作用的观测结果。一对相距100，000玻尔半径的里德伯原子之间的范德华相互作用具有两个重要的效应：共振线的光谱展宽和随着密度增加而抑制激发。本文详细研究了窄带连续激光激发的主量子数n ~ 60和n ~ 80的S-和P-里德伯态的这些效应与密度的关系。兴奋的密度依赖性抑制可以解释为相互作用诱导的局部阻滞的开始。
2004-07-09 physics.atom-ph
Dephasing dynamics of Rydberg atom spin waves
利用里德伯原子相互作用理论，导出了激光激发冷原子蒸气中自旋波对关联函数的解析表达式。该函数控制来自各种空间维度的密集、不均匀的冷原子云的光发射的量子统计。结果产生独特的标度行为的微秒时间尺度上，包括广义指数衰减。与最近的一个雪茄形原子系综实验作了详细的比较[Y。Dudin和A. Kuzmich，Science 336，887（2012）]，其中Rb原子被激发到一组里德堡能级。
2012-10-08 physics.atom-ph quant-ph
Double, triple, and quadruple magic wavelengths for cesium ground, excited, and Rydberg states
本文计算了铯Rydberg态的动态极化率，确定了用于同时捕获基态和Rydberg态的双重、三重和四重魔幻波长，为基于铯Rydberg态的量子模拟实验提供了理论指导。
2024-06-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A Proposed Interpretation of Microwave Ionization of Rydberg Alkali Atoms
我表明，理论开发的激发氢原子在两个频率的线性偏振微波场的量子离域可以用一些调整来解释碱原子在线性偏振单色场的制度，它偏离氢的行为的量子离域。与数值计算和实验室实验的比较是令人满意的：除了一个恒定的因素，独立于微波频率，从初始量子数相同的依赖性观察。
2004-03-08 physics.atom-ph
Rydberg quantum computation with nuclear spins in two-electron neutral atoms
具有两个价电子和非零核自旋的类碱土~（AEL）原子可以被激发到里德堡态，用于量子计算。典型的AEL基态没有超精细分裂，但不幸的是，GHZ尺度的分裂似乎是Rydberg激发所必需的。虽然强磁场可以引起GHz尺度的分裂，但为了避免实验中的噪声，需要弱磁场。在这里，我们提供了两个解决方案，这一突出的挑战与现实的数据，充分研究的AEL同位素。在第一个理论中，两个核自旋量子比特态$|0\rangle$和$|1\rangle$分别在失谐量为$Δ$和0时被激发到里德堡态$|r\rangle$，其中MHz尺度的失谐量$Δ$来自1~G量级的弱磁场。当$Δ$和$Ω$的比例适当时，量子比特态$|1\rangle$可以被完全激发到里德堡态，而$|0\rangle$保持在里德堡态.在第二个理论中，我们证明了通过选择适当的中间态，双光子里德伯激发可以在只有一个核自旋量子比特态的情况下进行。无论磁场大小如何，第二个理论都是适用的。这些理论结合了里德堡封锁的广泛适用性和两电子中性原子核自旋量子存储的无可比拟的优势，为量子计算带来了一种通用的手段。
2021-03-25 physics.atom-ph quant-ph
Thermalization of a strongly interacting 1D Rydberg lattice gas
当在稠密原子气体中激发里德伯态时，激发原子的平均数在初始瞬态期后达到一个稳定值。我们揭示了这种稳定状态的起源，出现从一个纯粹的连贯的演化一个封闭的系统。为此，我们考虑一个一维的环形晶格，并采用完全封锁模型，即同时激发的里德伯原子占据相邻的网站是禁止的。我们推导出一个运动方程，它支配着系统在激发数空间中的演化。该方程具有强定域性的定态。我们的研究结果表明，这个状态是一个很好的精度给出的微正则系综的密度矩阵，其中相应的微态是相互作用哈密顿量的零能量本征态。我们分析了里德伯原子数的统计，给出了平衡态下激发态里德伯原子数和曼德尔Q参数的表达式。
2010-02-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Spectroscopic electric-field measurement in laser-excited plasmas
利用嵌入离子云中的里德伯原子的斯塔克效应，测量了毫米大小的冷Rb^+离子云中的电场。离子云是由磁光阱中激光冷却的铷原子的紫外光电离产生的。在非常密集的离子云中，里德伯原子激发光谱反映了中性等离子体核和带正电荷的离子壳层的存在。
2000-07-04 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Absolute frequency measurements of 85Rb nF7/2 Rydberg states using purely optical detection
用三步激光激发方案测量了~（85）Rb原子高激发nF_（7/2）里德堡态的绝对频率，主量子数n=33-100。这项工作演示了第一个绝对频率测量铷里德伯能级使用纯光学检测方案。里德伯态在加热的Rb蒸气室中被激发，并且通过纯光学手段检测到无多普勒信号。所有的频率测量都是使用波长计进行的，该波长计针对GPS训练的自参考光学频率梳进行校准。我们发现，所测量的水平有一个非常高的频率稳定性，特别是强大的电场。该装置允许测量的状态的精度为8.0MHz。新的测量进行了分析，通过提取修改后的Rydberg-Ritz系列参数。
2010-02-16 physics.atom-ph quant-ph
Coherent and dissipative dynamics of entangled few-body systems of Rydberg atoms
用Lindblad主方程方法对实验观测到的中性原子激发到里德堡态的量子少体动力学进行了数值分析。为此，最多五个铷原子被捕获的光镊，安排在各种二维配置，并激发到里德堡67S态的最近邻封锁制度。它们的相干演化测量随时间变化的基态投影。用林德布拉德方程模型对试验结果进行了分析，并通过系统误差和统计误差分析确定了均匀阻尼和非均匀阻尼。通过对实验结果的模型分析，成功地再现了纠缠系统的相干演化，并给出了与外部校准一致的最佳参数。
2019-02-07 physics.atom-ph quant-ph
Thermal Casimir-Polder shifts in Rydberg atoms near metallic surfaces
讨论了有限温度下金属平面上方里德伯原子的Casimir-Polder（CP）势和跃迁速率。作为例子，计算了室温下铜表面上方铷原子的CP势和跃迁率。靠近表面，我们表明，四极校正的力量是显着的，并增加与主量子数n。对于CP势和衰变率，人们发现，占主导地位的贡献来自最长的波长跃迁和潜力是独立的温度。我们提供了明确的标度律的潜在和衰减率的函数原子表面距离和主量子数的初始里德堡态。
2010-07-21 physics.atom-ph quant-ph
Observation of effects of inter-atomic interaction on Autler-Townes splitting in cold Rydberg atoms
本研究通过冷原子中的Autler-Townes劈裂观测了高激发里德伯原子间的相互作用效应，发现n>100时退相效应导致劈裂展宽急剧增加，并通过Lindblad主方程模拟验证了实验结果。
2025-05-31 physics.atom-ph quant-ph
