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
用相对论耦合团簇(RCC)方法计算了^{133} Cs(I= {7/2})6 P_{3/2}态的磁偶极和电四极超精细耦合常数.据我们所知,对于^{133} Cs(6 P_{3/2})态,没有先前的电四极超精细CC计算。计算得到的磁偶极子(A)和电四极子(B)的耦合常数与实验符合得很好。
2004-06-18 physics.atom-ph physics.comp-ph
Measurement of the Stark shift of the $6s^2S_{1/2} \rightarrow 7p^2P_{J} $ transitions in atomic cesium
我们报告的斯塔克位移的铯$6s \: ^2S_{3/2} \rightarrow 7p \: ^2P_{3/2} $和$6s \: ^2S_{1/2} \rightarrow 7p \: ^2P_{1/2} $跃迁的测量在$λ= 456$ nm和459 nm,分别在原子束。从这些,我们确定的静态标量极化率为7 P状态,和张量极化率为7 P $_{3/2}$状态。标量极化率的分数不确定度为$\sim$ 0. 18%,张量项的分数不确定度为0. 66%。这些测量提供了灵敏的测试理论模型的Cs原子,这在宇称不守恒测量中发挥了核心作用。
2019-01-03 physics.atom-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
Measurement of the static Stark Shift of the $7s \ ^2S_{1/2}$ level in atomic cesium
本文精密测量铯-133的 $6s\rightarrow7s$ 跃迁直流 Stark 位移,并据此重算约化偶极矩阵元与矢量跃迁极化率,以化解两种测量技术间的差异。
2024-01-19 physics.atom-ph
A simplified method for calculating the ac Stark shift of hyperfine levels
用三阶微扰理论(TOPT)计算了中性原子超精细能级的ac Stark位移,其中原子-光子相互作用的三阶修正是二次的,而超精细相互作用的三阶修正是线性的.本文利用格林函数导出了$E^{[2+ε]}$方法,它能给出与TOPT方法相近的两个超精细能级间的微分光移值。它具有简单的形式和容易合并的理论和实验原子结构数据。此外,我们分析了逼近阶,并给出了$E^{[2+ε]}$方法有效的条件。
2014-09-04 physics.atom-ph physics.optics
Femtosecond frequency comb measurement of absolute frequencies and hyperfine coupling constants in cesium vapor
我们测量了^{133}Cs蒸气中8 S_{1/2},9 S_{1/2},7 D_{3/2}和7 D_{5/2}态的绝对跃迁频率和超精细耦合常数。通过6 P_{1/2}或6 P_{3/2}中间态的逐步激发直接用来自稳定的飞秒激光器光学频率梳的宽带激光执行。激光束被分裂,反向传播和聚焦到一个室温的铯蒸气室。扫描频率梳的重复率,并且我们在激发态的衰变的7 P_{1/2,3/2} -> 6 S_{1/2}分支上检测荧光。通过在激光束路径中引入窄带干涉滤波器,隔离了不同状态的激发。使用非线性最小二乘法,我们发现测量的过渡频率和超精细耦合常数,是在协议与其他最近的测量8 S状态,并提供两个数量级的改进比先前公布的结果为9 S和7 D状态。
2010-01-18 physics.atom-ph
F-resolved Magneto-optical Resonances at D1 Excitation of Cesium: Experiment and Theory
从理论和实验上研究了铯原子D1激发时与基态Hanle效应有关的亮和暗非线性磁光共振。该系统提供的优点是,不同的超精细水平之间的分离超过多普勒宽度,因此,可以单独研究各个水平之间的过渡。各种激光功率密度和过境弛豫时间的实验测量进行了比较与模型的基础上的光学布洛赫方程,平均超过多普勒轮廓的吸收线,同时考虑到所有的超精细水平,以及在外部磁场的磁子级的混合。与以前的研究,不能解决的超精细过渡,因为多普勒展宽,在这项研究中,有很好的协议实验和理论的符号(亮或暗),对比度,和共振的宽度。结果支持了传统的理论解释,即这些效应与给定超精细跃迁中不同磁子能级之间跃迁几率的相对强度有关。
2008-03-03 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
Reconciliation of experimental and theoretical electric tensor polarizabilities of the cesium ground state
我们提出了一个新的理论分析的强烈抑制的F-和M-相关的斯塔克位移的Cs基态超精细结构。我们的治疗使用三阶微扰理论,包括非对角超精细的相互作用没有考虑在早期的治疗。数值计算的扰动和使用束缚态n=200产量基态张量极化率与实验值吻合良好,从而弥合了40岁的实验和理论之间的差距。我们进一步发现两个基态超精细流形的张量极化率符号相反,与先前的推导结果不一致。这个符号误差直接影响到一次频率标准中黑体辐射漂移的精确评估。
2006-10-20 physics.atom-ph
Stark-Induced Electric Dipole Amplitudes for Hyperfine Transitions
在实验中观察原子中的宇称不守恒,相同宇称的态之间的斯塔克诱导电偶极子振幅是很重要的。斯塔克诱导的E1振幅表示在一个不可约的球张量分解。这种形式主义适用于一个单一的原子状态的超精细子级之间的过渡的具体情况。结果表明,在碱金属原子的基态,这种转变被抑制了许多数量级相对于天真的期望。
1998-03-01 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
The Stark effect in molecular Rydberg states: Calculation of Rydberg-Stark manifolds of H$_2$ and D$_2$ including fine and hyperfine structures
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);Vrije Universiteit Amsterdam(阿姆斯特丹自由大学);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学)
本文研究了高 n 分子 Rydberg 态在静态均匀电场中的精细和超精细结构,结合量子缺陷理论和极化模型计算场自由能,并通过角动量变换预测斯托克谱线位置和强度。
2026-04-21 physics.atom-ph
Doppler-free approach to optical pumping dynamics in the $6S_{1/2}- 5D_{5/2}$ electric quadrupole transition of Cesium vapor
利用非线性无多普勒6P-6S-5D三能级谱研究了室温下铯原子蒸气中$6S_{1/2}-5D_{5/2}$电四极跃迁。对单个E2超精细谱线的频率分辨研究允许人们分析光泵浦动力学、偏振选择规则和谱线强度。这为研究光的轨道角动量向原子的转移,以及超材料对E2线光谱的影响开辟了道路。
2016-05-24 physics.atom-ph physics.optics
Single-Photon Rydberg Excitation and Trap-Loss Spectroscopy of Cold Cesium Atoms in a Magneto-Optical Trap by Using of a 319-nm Ultra-Violet Laser System
本文研究了铯原子在磁光阱中的单光子里德伯激发。我们用窄线宽319 nm紫外激光直接将原子从${{6S}_{1/2}}$基态激发到${{nP}_{3/2}}(n=70-100)$里德堡态。里德堡态的检测通过监测当${{6S}_{1/2}} (F = 4)$基态上的部分布居转移到里德堡态时MOT的荧光信号的减少来进行。我们清楚地观察到由于冷却光的陷阱损失谱中的Autler-Townes双峰。利用里德伯原子的大极化率,我们观察到了背景直流电场诱导的Autler-Townes双重态的Stark分裂。通过理论分析研究了斯塔克位移对电场的依赖关系,并由斯塔克分裂的测量结果推断出直流电场。我们发现在冷系综附近存在一个44.8(4)mV/cm的直流电场。这表明高位里德伯原子可以作为直流电场的传感器。
2019-11-21 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
Atom-interferometric measurement of Stark level splittings
利用铯原子里德伯原子斯塔克图中避免交叉的多个绝热/非绝热通道作为分束器和复合器,用原子干涉法测量能级分裂.我们将冷铯原子的激光激发,电场和检测序列,构成一个(内态)原子干涉仪。对于干涉仪的读出,我们利用依赖于状态的碰撞,它选择性地从检测到的信号中去除一种原子。我们调查的时间和场参数的干涉信号的依赖关系,并发现良好的协议与时间相关的量子模拟的干涉仪。干涉信号的傅立叶分析产生的相干频率与计算的斯塔克图中相应的能级差一致。该方法使光谱的状态,是无法直接激光光谱观测,由于选择规则,并在现场计量的应用。
2015-04-10 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
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
Resolved Raman sideband cooling of a single optically trapped cesium atom
提出一种对磁场不敏感的分辨拉曼边带冷却方案,通过单一超精细态内双光子拉曼过程,在50毫秒内使82%的单光阱铯原子达到三维运动基态,提升了长期稳定性。
2024-01-01 physics.atom-ph quant-ph
Magic frequencies for cesium primary frequency standard
我们考虑了铯和铷原子基态的微波超精细跃迁,这两个原子目前被用作初级和次级频率标准。原子被限制在由圆偏振激光场产生的光晶格中。我们证明,施加一个外部磁场与适当选择的方向可以取消动态斯塔克频移,使时钟跃迁的频率不受激光和磁场的强度。实际上,对于任何离谐振足够远的激光频率都可以实现这一点。
2008-09-16 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
Precision Measurement of the 87-Rb Tune-Out Wavelength in the Hyperfine Ground State F=1 at 790 nm
我们报告的$D$线调谐出波长的$^{87}$铷在超精细基态$|F=1, m_F=0,\pm1 \rangle$流形在790 nm处,其中的$D_1$和$D_2$线的标量交流斯塔克位移取消的精密测量。这个波长是敏感的,通常被忽略的贡献,从矢量和张量交流斯塔克位移,过渡到更高的原则量子数,和核心电子。在自由空间和受控磁环境中,利用一维光晶格中铷原子玻色-爱因斯坦凝聚体的Kapitza-Dirac散射研究了交流斯塔克位移.磁不敏感$m_F=0$状态的调谐波长被确定为790.01858(23)nm,具有亚微米精度。采用交流矢量斯塔克位移的$m_F=\pm 1$状态的原位绝对极化和磁背景场的测量。将我们的研究结果与理论进行比较,我们对原子物理学有了定量的了解,超越了常用的两能级原子近似或忽略内壳层的贡献。
2015-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-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
The effect of hyperfine splitting on Stark broadening for three blue-green Cu I lines in laser-induced plasma
斯塔克效应在许多自然和人工等离子体中被观察到,并且对于诊断目的是非常重要的。由于这一效应改变了谱线的轮廓,在评估包括恒星在内的辐射源的化学成分时应加以考虑。铜是研究恒星大气的元素之一。为此,使用UV和可见Cu线。然而,现有的斯塔克参数数据之间缺乏一致性。因此,它是感兴趣的,以获得新的实验数据,这些线,并将它们与以前的结果进行比较。在这项工作中,我们估计了在“长火花”激光诱导等离子体中观察到的5105.54、5153.24和5218.20 A处的三条蓝-绿线的斯塔克宽度和位移(对应的跃迁是[3d 104 p] 2 P ° - [3d 94 s2] 2D和[3d 104 d] 2D - [3d 104 p] 2 P °)。这是第一次,我们已经准确地估计了超精细分裂的影响,同时考虑到同位素位移的研究线的轮廓形状。结果表明,这两种效应对5105.54A处的Cu I线位移和宽度以及5153.24和5218.20A处的Cu I线位移都有显著影响。
2019-07-05 astro-ph.SR physics.atom-ph physics.plasm-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
Frequency shift of cesium clock transition due to blackbody radiation
我们用从头算方法计算了静电电场对铯原子钟超精细跃迁的影响。计算被用来找到由于黑体辐射的频率偏移。我们的结果($δν/E^2=-2.26(2)\times 10^{-10}$ Hz/(V/m)$^2$)与早期的测量和从头计算在其他组中进行了良好的协议。我们目前的论点反对最近的说法,效果的实际价值可能会更小。从头计算和半经验计算之间的差异($\sim$ 10%)是由于连续谱对中间态总和的贡献。
2006-06-28 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
Precision spectroscopy of the fine and hyperfine structures of high molecular Rydberg-Stark states: Metrology of molecular hydrogen ions
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);Vrije Universiteit Amsterdam(阿姆斯特丹自由大学);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Centre National de la Recherche Scientifique(法国国家科学研究中心)
研究两类因离子核心角动量性质不同的高自电离分子里德堡-斯塔克态精细和超精细结构,结合多通道量子亏损理论和矩阵对角化分析光谱,得出相关常数及振动间隔,此方法通用且广泛适用于分子阳离子结构测量。
2026-07-09 physics.atom-ph
Cold inelastic collisions between lithium and cesium in a two-species magneto-optical trap
本文研究了锂和铯原子在磁光复合阱中的碰撞性质。两个物种之间的陷阱-损失碰撞进行了全面的研究。确定了不同的非弹性碰撞通道,并确定了种间速率系数和截面。结果表明,由于Li $^*$-Cs相互作用的排斥作用,损耗率与Li的光激发无关.锂和铯的非弹性物种间碰撞损失可以完全归因于过程涉及光激发铯(精细结构改变碰撞和辐射逃逸)。通过降低Li的陷阱深度,观察到Li的额外损失通道,这是由于基态Li-Cs碰撞改变了铯的超精细态。
1999-02-20 physics.atom-ph
Raman Gray Molasses Cooling of Cesium Atoms on the D2 Line
本文系统地研究了铯原子在$D_2$跃迁中的拉曼灰糖蜜冷却现象。由于铯原子$D_2$线的激发超精细跃迁存在较大的分裂,通过对磁光阱(MOT)的俘获和再泵浦激光进行适当的频率控制,可以相对简单地实现RGMC。我们已经实现了1.7 $\pm$ 0.2 $μ$ K的RGMC后,与$3.2\times 10^8$原子的原子温度。相空间密度为$1.43\times 10^{-4}$。与具有裸MOT或具有标准极化梯度冷却的MOT的条件相比,相空间密度分别增加超过$10^3$或$10$的因子。
2018-07-16 physics.atom-ph quant-ph
Polarization spectroscopy in rubidium and cesium
我们开发了一个理论处理的偏振光谱,并用它来预测的一般形式的偏振光谱的碱金属原子。使用我们的模型,我们产生的理论光谱的D2跃迁在87 Rb,85 Rb,和133 Cs。实验表明,该模型准确地再现了从基态的上超精细能级跃迁的光谱。其中,闭合过渡F -> F' = F + 1占主导地位,具有通过线中心的陡峭梯度,理想地适合用作激光锁定中的参考。
2006-05-25 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
Stark-modulation spectroscopy of the B(1)$[^3Π]$ state of PbO
我们报道了PbO中X(0)$[^3Σ^+]$(v=0)到B(1)$[^3Π]$(v=5)跃迁的详细光谱测量结果。利用斯塔克调制激光吸收技术,我们测量了$^{207}$ PbO在B(1)态的超精细常数,以及B(1)(v=5)转动常数,X-B同位素位移等。B(1)态的超精细结构是计算PbO电子结构的基准,与寻找电子电偶极矩的实验有关。
2005-10-05 physics.atom-ph
Reevaluation of Stark-induced transition polarizabilities in cesium
本文重新评估了铯原子中Stark诱导跃迁极化率$β$,通过更完整地处理激发中间态贡献,得到$β=26.887(38)$ a.u.,解决了$α/β$与$M1/β$两种测定方法之间的分歧,并推荐采用平均值$β=26.912(30)$。
2023-08-14 physics.atom-ph
Donor hyperfine Stark shift and the role of central-cell corrections in tight-binding theory
用原子紧束缚(TB)方法模拟计算了硅中单个砷(As)施主超精细耦合的斯塔克位移。中心单元校正的作用进行了研究,通过实施静态和非静态介电屏蔽的施主电位,并通过包括晶格应变接近施主位点的效果。施体电势的介电屏蔽将二次斯塔克位移参数($η_2$)的值从静态介电屏蔽的-1.3 $\times$ 10 $^{-3} μ$ m $^2$ /V $^2$调谐到非静态介电屏蔽的-1.72 $\times$ 10 $^{-3} μ$ m $^2$ /V $^2$。晶格应变的影响,通过在As-Si最近邻键长中3.2%的变化实现,进一步将$η_2$的值移动到-1.87 $\times$ 10 $^{-3} μ$ m $^2$ /V $^2$,导致理论与实验测量值-1.9 $\pm$ 0.2 $\times$ 10 $^{-3} μ$ m $^2$ /V $^2$的极好的一致性。基于我们的计算与实验的直接比较,我们得出的结论是,以前忽略的非静态介电屏蔽的施主电位和晶格应变显着影响施主波函数电荷密度,从而导致更好的协议与现有的实验数据集。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-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
Measurement of the quadratic Zeeman shift of ^{85}Rb hyperfine sublevels using stimulated Raman transitions
我们提出了一种利用受激喇曼跃迁直接测量二次塞曼位移的方法,在磁不敏感子能级上测得二次塞曼位移的[delta][nju] = 1296.8 +/-3.3Hz/G^{2(5S_(1/2),F = 2,mF = 0 -> 5S_(1/2),F = 3,mF = 0)。利用两对喇曼光束([sigma]^{+},[sigma]^{+})测量了不平衡喇曼光束引起的差分交流斯塔克位移的抵消比,在单光子失谐量为1.5GHz时,其抵消比为1:3.67。
2008-12-05 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
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
Experimental observation of magic-wavelength behavior in optical lattice-trapped $^{87}$Rb
我们证明了囚禁$^{87}$ Rb原子微波超精细时钟跃迁的差分交流斯塔克位移的抵消。计量学的最新进展利用了所谓的“魔波长”,由此原子系综可以被激光捕获,激光的波长被选择为使得光学原子跃迁的两个能级经历相同的ac斯塔克位移。由于碱金属简单的电子结构,类似的魔波长技术不可能用于碱金属的微波超精细跃迁。然而,我们表明,交流斯塔克位移消除确实是可以实现的波长,偏振,和磁场的某些值。这种抵消是以牺牲小的磁场灵敏度为代价的。这里展示的技术对涉及精确控制光学捕获中性原子的实验具有影响。
2010-01-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
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
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
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
Estimation of BBR shift due to Stark effect for the Microwave $^{113}$Cd$^{+}$ Ion Clock
在$^+$ $^{113}$ Cd离子中的$|5s~^2S_{1/2}, F=0,m_F=0 \rangle \leftrightarrow |5s~^2S_{1/2}, F=1,m_F=0 \rangle$跃迁的微波时钟频率已被报道为15199862855.0192(10)Hz [Opt. Lett. { \bf 40},4249(2015)]。分数系统由于黑体辐射(BBR)的位移($β$)所产生的斯塔克效应在上述时钟过渡被用作$-1.1 \times 10^{-16}$从我们的未发表的初步估计。我们在这里提出了一个精确的值为$β=-1.815(77) \times 10^{-16}$通过进行严格的计算与时钟过渡的超精细水平的三阶极化率。这是通过评估矩阵元素的磁偶极子超精细相互作用的哈密顿量,电偶极子运营商和许多低-躺态的$^{113}$镉$^+$之间的能量。在Fock空间耦合团簇和相对论多组态Dirac-Fock方法的框架下,我们采用全阶相对论多体理论。
2017-09-11 physics.atom-ph
Atom-based radio-frequency field calibration and polarization measurement using cesium $nD_J$ Floquet states
我们研究了基于原子的电场校准和偏振测量的100 MHz的线性偏振射频(RF)场使用铯里德伯原子的电磁感应透明(EIT)在室温蒸气室。校准方法是基于匹配的实验数据与理论Floquet模型的结果。利用的60 $D_J$精细结构Floquet能级表现出$J$ -和$m_j$ -依赖的AC斯塔克位移和分裂,并开发偶数阶RF调制边带。铯60 $D_J$精细结构态的Floquet图显示了不同$m_j$态之间的一系列精确交叉,这些交叉不是RF耦合的。这些精确的电平交叉用于执行RF电场的快速和精确($\pm 0.5\%$)校准。我们还绘制了三个系列的狭窄避免交叉之间的精细结构Floquet水平相等的$m_j$和不同的$J$,这是弱耦合的RF场通过拉曼过程。耦合导致窄的避免交叉,其也可以被应用为用于RF场校准的光谱标记。我们进一步发现,交叉Floquet水平与不同的$m_j$的线强度比提供了一个快速和强大的测量RF场的极化。
2017-03-07 physics.atom-ph
Anomalous light-induced broadening of the spin-noise resonance in cesium vapor
我们发现了一个高度非平凡的依赖性的自旋噪声(SN)共振展宽引起的强探测光束。测量是通过用铯蒸气在跃迁${6}^2S_{1/2} \leftrightarrow {6}^2P_{3/2}$($\mathrm{D}_2$线)的波长处探测池来进行的,该跃迁具有激发态的未分辨的超精细结构。光诱导的SN共振的加宽被发现在不同的斜率的$\mathrm{D}_2$线强烈不同,一般来说,随着光功率的非单调变化。我们讨论了自旋涨落的唯象布洛赫方程的影响,并表明SN加宽行为强烈依赖于泵浦和激发能级衰变率,自旋进动和退相干率之间的关系。为了调和令人困惑的实验结果,我们提出,自旋系统的光学扰动程度是由原子的激发态弛豫的路径控制的,或者换句话说,原子的光学激发行为不一定完全破坏其基态相干性和自旋进动的连续性。在这种情况下,效应的光谱不对称性由“闭合”跃迁$F = 4 \leftrightarrow F' = 5$在谱线短波长侧的位置提供。然而,这一假设仍有待微观计算的证明。
2021-04-29 physics.atom-ph physics.optics
Measurement of the ratio of the scalar polarizability to the vector polarizability for the $6s ^2S_{1/2} \rightarrow 7s ^2S_{1/2}$ transition in cesium
本文采用1079 nm双光子与540 nm线性Stark诱导过程的相干干涉技术,测量铯原子6s→7s跃迁的α/β,结果与此前测定一致,但未解决矢量极化率两种方法间的差异。
2024-04-08 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
Variational Calculation of the Hyperfine Stark Effect in Atomic $^{87}$Rb, $^{133}$Cs, and $^{169}$Tm
本文提出一种电子变分方法计算静态外电场下原子超精细结构跃迁能量,避免中间态计算,并应用于$^{87}$Rb、$^{133}$Cs和$^{169}$Tm,结果与先前计算相符并验证了Tm时钟跃迁的极化率差。
2025-08-28 physics.atom-ph quant-ph
Trap-induced resonances in controlled collisions of cesium atoms
我们考虑观察陷阱诱导共振的可行性[Stock等人,物理修订版信函91,183201(2003)]的情况下,两个133 Cs原子,捕获在分离的井的偏振梯度光晶格,并通过多通道散射过程相互作用。由于铯二聚体的散射长度非常大,阱的振动态和弱束缚分子态之间可以发生强耦合,弱束缚分子态通过晶格的ac-斯塔克位移共振。我们通过将短程分子势的薛定谔方程的解与长程陷阱的解以自洽的方式联系起来,计算了两原子系统的能谱作为两个势阱之间距离的函数。短程势处理通过一个多通道赝势,参数化的K矩阵,在一个紧密耦合近似的自由空间中的原子数值计算。这捕获了束缚分子光谱以及所有分波的能量依赖散射。我们建立了现实的操作条件下,陷阱诱导的共振可以观察到,并表明,这种强大的和相干的相互作用可以作为高保真度的双量子比特量子逻辑操作的基础。
2006-03-17 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Imaging Strain and Electric Fields in NV Ensembles using Stark Shift Measurements
我们报告测量的光学检测的磁共振光谱系综带负电荷的氮空位(NV)中心的金刚石在应变和直流外部电场的存在下。当沿NV中心量子化轴的轴向磁场最小时,谱线的斯塔克位移更强。在77 μ T的轴向场处,在超精细水平之间避免交叉处,该移位也增强。由于金刚石中的固有应变也会引起斯塔克位移,因此我们能够计算晶体内应变的大小和方向。我们也使用斯塔克效应来映射图案化电极之间的金刚石体积中的电场。
2018-02-23 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph