Controlling the cold collision shift in high precision atomic interferometry
我们在这里提出了一种新的方法的基础上转移人口的绝热通过，允许制备冷原子样品的原子密度和原子数的一个明确的比例。利用该方法对激光冷却铯原子钟的冷碰撞频移进行了百分量级的测量，使铯原子喷泉精度的评估达到了$10^{-16}$水平。通过改进的装置，绝热通道将允许在高精度实验中在$10^{-3}$水平上测量原子数依赖的相移。
2002-09-03 physics.atom-ph
High-precision calculations of In I and Sn II atomic properties
我们用全阶相对论多体微扰理论研究了In Ⅰ和Sn Ⅱ的5s^2 nl组态。能量，E1振幅，超精细常数计算使用全阶方法，占单和双激发的Dirac-Fock波函数。
2007-06-19 physics.atom-ph
High-Precision Optical Measurement of the 2S Hyperfine Interval in Atomic Hydrogen
我们用光学方法测量了氢原子2S超精细间隔。用双光子光谱法测量了屏蔽磁场的氢原子束的1 S-2S跃迁。2S超精细间隔的测量值等于177 556 860（15）Hz，代表了迄今为止该间隔的最精确测量。1 S和2S超精细间隔D_21的特定组合的理论评估与从我们的测量中推导出的D_21的值相当一致。
2003-05-16 physics.atom-ph
Scalable codes for precision calculations of properties of complex atomic systems
高精度的原子数据对于研究基本相互作用、天体物理学、原子钟、等离子体科学等实验是必不可少的。我们开发了新的并行原子结构代码，并探讨了这些代码的负载平衡的困难。由于用于计算它们的计算方法的固有性质，多电子系统的矩阵元素的有效负载平衡是非常困难的。通过算术选择每个核心的决定因素，我们实现了非常均匀的工作负载分布，并获得近乎完美的线性可扩展性和效率的核心数量。我们还实现了动态内存分配，以最大限度地减少内存使用，并消除了用户设置某些数组参数的需要。我们新开发的代码能够实现以前由于缺乏内存或计算时间过长而无法实现的计算，并允许在更短的时间内研究更广泛的相关性。这包括关联高电荷Ir $^{17+}$离子中所有60个电子的计算和预测Fe $^{16+}$中$3C/3D$线强度比的计算。我们的新代码包还将用于为特拉华大学正在开发的一个新的在线门户网站生成大量高精度原子数据。
2021-03-10 physics.atom-ph
The hyperfine anomaly in heavy atoms and its role in precision atomic searches for new physics
我们报告我们的计算微分超精细异常的核单粒子模型的一些原子和离子的基本对称性违反的研究。与现有的实验数据的比较，使人们能够区分不同的核磁化模型，这些数据支持使用的核单粒子模型在常用的均匀球模型。精确模拟核磁化分布对于通过超精细比较检验原子理论是重要的。磁化强度分布必须得到充分的理解和建模，不确定性远低于原子理论的不确定性，超精细比较才有意义。对于一些特别感兴趣的原子进行精确研究，包括Cs，情况并非如此。我们的工作证明了铯原子核单粒子模型的有效性，这对铯原子宇称破坏的理论分析具有重要意义。
2021-01-25 physics.atom-ph
Ultrahigh-precision measurement of the $n=2$ triplet P fine structure of atomic helium using frequency-offset separated oscillatory fields
几十年来，对氦的$n=2$ $^3$ P精细结构的理论和实验的改进使得量子电动力学的测试越来越精确，精细结构常数$α$的确定以及对可能的超越标准模型物理的限制。在这里，我们使用新的频率偏移分离振荡场（FOSOF）技术来测量$2^3$ P $_2\!\!\to\!2^3$ P $_1$间隔。我们的结果$2\,291\,176\,590(25)$ ~Hz代表了氦精细结构测量精度的一个重大进步。
2018-07-20 physics.atom-ph
Precision measurement of light shifts at two off-resonant wavelengths in a single trapped Ba+ ion and determination of atomic dipole matrix elements
本文定义并测量了单个囚禁钡离子6S_1/2和5D_3/2态的矢量交流斯塔克效应（或光移）的比值（R），在两个不同的非共振波长下的精度为0.2%。我们先前在514.531 nm处发现R = -11.494（13），现在报告在1111.68 nm处的值，R = +0.4176（8）。这些观察结果共同产生<5D的值||er|| 4F>矩阵元素，以前在文献中未知。此外，我们的结果与从头计算的动态极化率的比较将产生一个新的测试原子理论和提高理解所需的原子结构解释一个拟议的原子宇称破坏实验。
2008-08-13 physics.atom-ph
pCI: a parallel configuration interaction software package for high-precision atomic structure calculations
本研究推出pCI并行软件包，基于CI方法并可结合多体微扰、全阶方法及QED修正实现高精度原子结构计算，支持多种原子性质计算，借助动态内存与MPI并行化提升计算效率。
2024-10-09 physics.atom-ph
High-precision measurement of the atomic mass of the electron
在过去的几十年里，对电子原子质量值的探索一直是持续努力的主题。在物理学的标准模型（SM）的参数化、并因此负责其预测能力的看似基本的常数中，电子质量me起着突出的作用，因为它负责原子和分子的结构和性质。这体现在与其他基本常数的密切联系上，如里德伯常量和精细结构常数α。然而，电子的低质量使其精确测定变得相当复杂。在这项工作中，我们提出了一个很大的改进相结合的一个非常精确的测量的磁矩的一个单一的电子绑定到一个碳核的状态的最先进的计算在框架内的束缚态量子电动力学。所实现的电子原子质量的精度超过了当前CODATA值的13倍。因此，本文的研究结果为今后的基础物理实验和同步辐射仪的精度检验奠定了基础。
2014-06-21 physics.atom-ph
Precision Measurement for Metastable Helium Atoms of the 413 nm Tune-Out Wavelength at Which the Atomic Polarizability Vanishes
我们提出了第一次测量氦原子的调谐波长，原子的极化率消失。我们利用一种新的，高灵敏度的技术，精确测量的影响，在封闭的亚稳态（$2^{3}S_{1}$）氦原子的捕获电位的变化照射的扰动激光场。实验测得的调谐波长为413.0938（$9_{Stat.}$）（$20_{Syst.}$）nm，与理论计算值（413.02（9）nm）相当吻合，理论计算值对有限核质量、相对论和量子电动力学（QED）效应敏感。这为更详细的理论研究提供了动力，以测试QED。
2015-05-26 physics.atom-ph
Hole transitions in multiply-charged ions for precision laser spectroscopy and searching for alpha-variation
我们考虑多电荷离子中的电子空穴（原子系统中充满的壳层中的空位）的跃迁，由于空穴的能级交叉，其频率在光学原子钟的范围内。强E1跃迁为激光冷却和捕获提供了新的选择，而窄跃迁可用于高精度光谱学和基础物理测试。我们表明，空穴过渡可以有极高的灵敏度α变化由于大的相对论修正，并提出候选过渡具有更大的α灵敏度比任何以前看到的原子系统。
2011-03-15 physics.atom-ph
The impact of atomic precision measurements in high energy physics
在这个演讲中，我讨论了原子物理学在理解基本粒子物理学的一些重要问题中的相关性。一个特别的注意力是致力于原子宇称违反测量，这似乎表明新的物理超越了标准模型。原子物理学也可能与发现CPT对称性的可能破坏有关。
2000-07-14 hep-ph physics.atom-ph
Demonstration of static atomic gravimetry using Kalman filter
静态原子重力仪的测量精度在短期内受到高斯白噪声的限制，这使得以往的工作不可避免地要进行积分才能达到所要求的精度。本文提出了一种基于量子投影噪声的统计模型，并将卡尔曼滤波应用于静态原子重力测量中的波形估计。通过卡尔曼滤波器对高斯白噪声的有效去除，重力测量噪声在短期内得到了整形，并呈现出与随机游走相对应的$τ^{1/2}$特征。在200小时的静态重力测量中，使用卡尔曼滤波的原子重力仪显示出良好的灵敏度为0.6 $\rm{nm/s^2}/\sqrt{\rm{s}}$，并且在单个样品的测量时间上突出了1.7 $\rm{nm/s^2}$的精度。所获得的测量噪声也低于低于$\sim$ 30 s的量子投影极限。
2022-08-31 physics.atom-ph
Role of Present and Future Atomic Parity Violation Experiments in Precision Electroweak Tests
最近对原子物理学对铯中弱电荷效应的重新分析，得出了一个与标准模型预测更接近的值。我们回顾精密电弱测试，其影响的上限上的质量的希格斯玻色子，可能的方式，这些界限可能被规避，以及这些考虑放在未来的原子宇称违反实验的准确性的要求。
2001-11-23 hep-ph physics.atom-ph
Estimating gravity acceleration from static atomic gravimeter by Kalman filtering
建立了原子重力仪的两态模型，并给出了相应的卡尔曼递推算法，用以估计原子重力仪的重力加速度。我们发现卡尔曼估计器通过去除白相位噪声，在短期内大大提高了估计精度。估计的残余噪声遵循0.13 μ Gal/ \sqrt{s}达100 s以上，并在单个样本的测量时间突出显示0.34 μ Gal的精度，即使没有地震计校正。
2022-11-18 physics.atom-ph
Single barium ion spectroscopy: light shifts, hyperfine structure, and progress on an optical frequency standard and atomic parity violation
单阱离子是高精度测试原子物理学的理想系统：它们是有效隔离的原子，保持静止，基本上不受扰动相互作用的影响。本论文描述了几个研究单离化钡结构和更基础物理的项目。首先，我们描述了一个自旋相关的“电子搁置”方案，使我们能够在基态6 S_{1/2}和亚稳态5 D_{3/2}中以10^{-5}的精度水平进行单离子电子自旋共振实验。我们采用这种技术来测量在两个不同的波长下，在这些状态下的非共振光位移（或交流斯塔克效应）的比率，精度为10^{-3}。这些结果构成了对重原子原子理论的一种新的高精度检验。由于目前对关键偶极矩阵元素的了解仅限于约5%，因此对Ba+的此类实验测试的需求很高。Ba+最近一直是理论上感兴趣的主题，对原子宇称破坏的测试，偶极矩阵元的知识是一个重要的先决条件。我们总结了这个宇称破坏实验的概念，并描述了新的想法。（续.）
2009-07-01 physics.atom-ph
High-precision mass spectrometer for light ions
轻原子核，如质子、氘核、Triton和Helion的原子质量的精确知识对于物理学中的几个基本实验是非常重要的。然而，在不同的质谱仪上进行的这些质量的最新高精度测量表明五个标准偏差的不一致性。为了以万亿分之几的相对精度确定最轻离子的质量，并研究这个质量问题，构建了低温多潘宁阱装置LIONTRAP（Light ION TRAP）。这允许通过测量与单个碳离子相比的单个捕获离子的回旋频率来独立且更精确地确定相关原子质量。本文介绍了双补偿圆柱电极潘宁阱的测量原理和第一个双补偿圆柱电极潘宁阱。此外，还对质子和氧原子质量的首次测量活动进行了详细的分析，得到mp = 1.007276466598（33）u和m（16O）= 15.99491461937（87）u。这些数据集的结果已经在[F. Heisse等人，物理修订版信函119，033001（2017）]。对于质子的原子质量，与2014年CODATA值相比，不确定性提高了三倍。
2020-02-26 physics.atom-ph
The SWaP plot: Visualising the performance of portable atomic clocks as a function of their size, weight and power
Adelaide University（阿德莱德大学）；University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）
本研究开发了一个网络资源及交互式SWaP图，用于跟踪从研究转向应用的新一代光原子钟的性能，为精密计时领域提供持续更新的参考。
2026-08-14 physics.atom-ph
Laboratory constraints on ultralight axion-like particles from precision atomic spectroscopy
本研究利用原子跃迁频率比随时间变化的精密测量，在低质量区获得了对超轻类轴子粒子暗物质的领先实验室约束，并提出后续提升灵敏度的测量方向。
2023-12-06 hep-ph physics.atom-ph
Balance between noise fluxes in free-running single-mode class-A lasers
研究了抽运速率的涨落对A类激光器输出噪声通量的影响。该方法是基于腔朗之万力的作用作为一个波动的力量在没有原子的粒子数反转和偶极矩朗之万力。计算了在阈下和阈上两种状态下腔场电场的相位和振幅的时间涨落以及原子布居数反转。我们的目的是推导出腔电场和原子布居数反转的涨落变量的关联函数，以确定从腔镜中出现的、由光学探测器测量的噪声通量以及在所有空间方向上以自发发射形式辐射的噪声通量。我们引入了一个启发式的守恒关系，连接由激光泵浦系统产生的噪声通量与那些分布在激光变量之间。最后，通过对能量守恒定律的论证，证实了上述结果。
2012-11-29 physics.atom-ph quant-ph
Precision study of 6p 2Pj - 8s 2S1/2 relative transition matrix elements in atomic Cs
本文报道了Cs原子6p 2 Pj-8 s2 S1/2跃迁矩阵元的实验和理论研究。在6s 2S 1/2 - 6p 2 P 3/2共振的低频侧的约200 cm-1范围内测量与跃迁相关的偏振相关的双光子激发光谱。测量参数依赖于相对跃迁矩阵元素，但也是敏感的远偏离共振6s 2S 1/2 - np 2 Pj-8 s 2S 1/2跃迁。在过去，这种依赖性产生了一个广义的总和规则，其值取决于相对双光子跃迁矩阵元素的总和。在这种情况下，从其他实验中得到的最佳测定与理论矩阵元素相结合，以提取6p 2 Pj-8 s2 S1/2（j = 1/2，3/2）跃迁的跃迁矩阵元素的比例。得到的实验值1.423（2）与使用相对论全阶方法计算的理论值1.425（2）非常一致。
2003-08-25 physics.atom-ph
Experimental procedures for precision measurements of the Casimir force with an Atomic Force Microscope
精确测量卡西米尔力所需的实验方法和程序。特别是，获得稳定的悬臂梁，校准的悬臂，校正的热和机械漂移，测量接触分离，球半径和粗糙度的最佳实践进行了讨论。
2008-02-26 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Proposal for high-precision Atomic Parity Violation measurements using amplification of the asymmetry by stimulated emission in a transverse E and B field pump-probe experiment
通过辐射的受激发射放大提供了一种有趣的方法，用于在很好地适应于6S-7S铯跃迁的泵浦-探测配置中增加原子宇称破坏（APV）测量的灵敏度。它利用了大量的原子沿着泵浦光束的路径被激发。在目前正在进行的APV测量中采用的纵向电场配置中，该数量仅受Cs蒸汽可承受的总电压的限制。为了克服这一限制，我们认为，在理论上和实验上，在一个横向E场配置需要一个低得多的电压进行测量的可能性。我们讨论了观察到的必然不同的性质和磁电光学效应进入发挥作用。他们的条件修改的实验配置，特别是，应用程序的横向磁场。我们建议的可能性，旋转的横向方向的领域，以抑制系统的影响。在长的相互作用长度下，可以预期在量子噪声限制的测量中达到0.1%的精度，现在仅限于在激发介质的自发超辐射发射阈值以下操作的必要性。然而，如果我们接近这个极限，我们可以利用触发超辐射来大大放大不对称性。
2004-03-30 physics.atom-ph
A Portal for High-Precision Atomic Data and Computation: Design and Best Practices
原子门户udel.edu/atom为科学界提供了关于原子和离子性质的易于访问的高质量数据，例如能量，跃迁矩阵元素，跃迁速率，辐射寿命，分支比，极化率和超精细常数。使用高精度的最先进的线性化耦合簇方法计算数据，在可用的情况下使用高精度的实验值。所有数值均包括估计的不确定性。在可用的情况下，提供实验结果和参考文献。本文提供了一个门户网站的概述，并介绍了设计以及应用软件工程的做法。
2022-12-20 cs.OH physics.atom-ph
Constraints on a long-range spin-independent interaction from precision atomic physics
通过交换中性轻玻色子对自旋无关相互作用的约束来自电子反常磁矩的精确数据和氢原子和氘原子的原子光谱。研究了从$1 $ eV $/c^2$到$1 $ Mev $/c^2$的质量范围，并且根据玻色子质量的值，允许有效耦合常数$α^\prime$低于$10^{-11} - 10^{-13}$的水平。质量范围对应于从0.0002 nm到20 nm的汤川半径，其覆盖了远高于和远低于氢原子的玻尔半径的距离。
2010-05-27 hep-ph physics.atom-ph
Compact active vibration isolation and tilt stabilization for a portable high-precision atomic gravimeter
在高精度原子重力仪中，需要静止质量来提供重力参考，其通常是拉曼激光束的回射镜，其寻址特定自由下落原子测试质量的两个超精细基态。我们构造了一个紧凑的主动反馈控制系统的回复反射镜，提供在垂直轴上的振动隔离以及在水平面内的两个旋转稳定。主动反馈控制在0.03至10 Hz的频率范围内提供高达300倍的垂直振动衰减，在嘈杂的实验室环境中提供约$\pm$ 1 $μ$ rad的倾斜稳定性。该系统已在便携式重力仪上实现了高精度重力测量，其灵敏度达到$6.4\times 10^{-8}$ g/ $\sqrt{\text{Hz}}$，积分时间为4000 s，分辨率为$2.8\times 10^{-9}$ g。
2022-10-15 physics.atom-ph quant-ph
Mid-band gravitational wave detection with precision atomic sensors
我们评估了基于配置用于检测重力辐射的精密原子传感器的卫星任务的科学范围和技术可行性。过去三年的概念进展表明，具有由基于激光冷却原子Sr的原子传感器组成的科学有效载荷的双卫星星座可以在LISA和LIGO探测器之间的频带（大约30 mHz至10 Hz）中实现科学上有趣的引力波应变灵敏度。拟议的仪器的发现潜力范围从观测新的天体物理源（如黑洞和中子星双星）到搜索随机引力辐射的宇宙学源和搜索暗物质。
2017-11-06 astro-ph.IM gr-qc physics.atom-ph
Atomic Interactions in Precision Interferometry Using Bose-Einstein Condensates
我们提出的理论工具，预测和减少原子相互作用的影响，在玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）干涉实验。为了解决自由传播过程中的平均场位移，我们推导出一个强大的缩放解决方案，减少了三维Gross-Pitaevskii方程的一组三个简单的微分方程有效的任何相互作用强度。为了模拟BEC干涉仪的其他常见组件-冷凝分裂，操纵和重组-我们概括了缓慢变化的包络减少，提供分析处理和显着改进的模拟。将这些工具应用于BEC干涉仪以测量精细结构常数（Gupta等人，2002），我们发现与原始实验的结果一致，并证明原子相互作用并不妨碍测量优于十亿分之一的精度，即使是对于具有相对较大的散射长度的原子物种。这些工具有助于使BEC干涉测量成为广泛的精密测量的可行选择。
2011-08-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Atomic Clocks and Constraints on Variations of Fundamental Constants
我们考虑应用精密频率测量来寻找基本物理常数的可能的时间变化。目前的实验室限制的变化的精细结构常数α和其他基本常数。
2004-10-12 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
Analysis of two-pathway coherent control for precision measurement of weak optical transitions
提出了一种基于双路光相干控制的高灵敏度探测和精确测量原子系统中高禁戒跃迁的新技术。具体而言，我们表明，（$ω$，2 $ω$）相干控制可以应用于测量的磁偶极子和电弱宇称非保守的原子铯的振幅，减少系统误差的主要优势，这些影响经常遇到的领域反转在以前的测量。我们提出了一个完整的分析，在一个特定的几何形状，并讨论了改善这些弱过渡振幅的实验室测定的前景。
2010-01-14 physics.atom-ph
Precision Spectroscopy of Atomic Hydrogen and Variations of Fundamental Constants
2003年我们测量了氢原子$(1S, F=1, m_F=\pm 1) \leftrightarrow (2S, F'=1, m_F'=\pm 1)$双光子跃迁的绝对频率。我们观察到$(-29\pm 57)$ Hz在44个月的时间间隔内发生变化，将该测量与1999年进行的前一次测量分开。我们结合这个结果与最近发表的结果的光学跃迁频率测量在$^{199}$汞$^+$离子和比较时钟的基础上$^{87}$ Rb和$^{133}$ Cs。从这个组合中，我们推导出严格的限制分数时间变化的精细结构常数$\partial/{\partial t}(\ln α)=(-0.9\pm 4.2)\times 10^{-15}$年$^{-1}$和比例的$^{87}$ Rb和$^{133}$ Cs自旋磁矩$\partial/{\partial t}(\ln[μ_{\rm {Rb}}/μ_{\rm {Cs}}])=(0.5\pm 2.1)\times 10^{-15}$年$^{-1}$。这是第一个精确限制的分数时间变化的$α$的电磁，强，弱相互作用常数的相对漂移的假设。
2004-07-27 physics.atom-ph
High-precision measurement of the atomic mass of $^{84}$Sr and implications to isotope shift studies
研究使用JYFLTRAP和相位成像离子回旋共振技术以4.8×10$^{-10}$相对精度测量$^{84}$Sr质量，质量过剩和双β衰变Q值精度均提升30倍，并证实锶同位素位移非线性。
2024-06-22 nucl-ex physics.atom-ph
Portal for High-Precision Atomic Data and Computation
本文介绍一个可持续扩展的在线高精度原子数据门户，依托开放原子软件、自动化工作流及与NIST数据库比对的精度评估，提供28种原子和离子的多类数据。
2025-06-09 physics.atom-ph physics.comp-ph
Precision measurement of transverse velocity distribution of a strontium atomic beam
利用速度选择饱和荧光光谱法精确测量了热锶原子束的横向速度分布。由于采用了超稳激光系统和Sr原子的窄互组合跃迁谱线，测量速度的分辨率可达0.13 m/s，相当于90个能量单位的$μK$。实验结果与理论计算结果吻合得很好。基于这里所使用的光谱技术，使用光学频率梳发生器测量$^{88}$ Sr的相互组合跃迁的绝对频率，该绝对频率通过H脉泽参考SI秒，并且给出为434 829 121 318（10）kHz。
2014-02-12 physics.atom-ph physics.optics
High-precision atomic clocks with highly charged ions: nuclear spin-zero $f^{12}$-shell ions
使用高电荷离子的光学原子钟在第19位有效数字的计量学上有着诱人的前景。在这里，我们研究高电荷离子的$4f^{12}$基态电子构型内的跃迁。我们考虑缺乏超精细结构的同位素，并表明通过使用特别选择的虚拟时钟跃迁，可以有效地减少电子四极矩耦合到捕获电场梯度的不利影响。估计的系统分数时钟精度被证明是低于$10^{-19}$。
2012-09-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
An exacting transition probability measurement - a direct test of atomic many-body theories
提出了一种新的协议，用于测量分支分数的氢原子只有统计有限的不确定性，并证明了衰减的P $_{3/2}$水平的钡离子，精度低于$0.5\%$。像钡离子这样的重类氢原子是基础物理学的试验台，例如原子宇称破坏，它们也是理解恒星核合成的关键。为了通过测量钡离子的原子宇称破缺来得出标准模型之外的可能物理学的明确结论，有必要以比$1\%$更好的精度测量低位激发态的偶极跃迁几率。此外，提高我们的理解的$\it{barium-puzzle}$在钡星需要分支分数数据的核合成的适当建模。我们的测量是第一个提供对钡离子的量子多体计算的直接测试，精度低于1%，更重要的是没有已知的系统不确定性。这里提出的独特的测量协议可以很容易地扩展到任何衰变与两个以上的通道，因此铺平了道路，测量其他氢原子的分支分数没有显着的系统不确定性。
2016-04-07 physics.atom-ph
Entanglement interferometry for precision measurement of atomic scattering properties
我们报道了用俘获的~（87）Rb原子对实现的两粒子物质波干涉仪。每对原子被限制在光晶格势的单个位置。该干涉仪的实现是通过首先产生两个原子的相干自旋混合，然后通过费什巴赫共振调节态间散射长度。态间散射长度的选择性变化导致了两粒子态的纠缠动力学，这种纠缠动力学可以在拉姆齐干涉实验中检测到。这种纠缠动力学被用于原子相互作用参数的精确测量。此外，干涉仪允许以非破坏性的方式分离具有一个或两个原子的晶格位置。
2003-10-30 cond-mat.soft physics.atom-ph quant-ph
Precision atomic gravimeter based on Bragg diffraction
提出了一种基于自由落体冷原子相干布拉格衍射的精密重力仪。传统上，原子重力仪通过驱动两个内部原子状态之间的跃迁，使用受激拉曼跃迁来分离动量空间中的云。布拉格干涉仪仅利用单个内部状态，因此不易受环境扰动的影响。在这里，我们表明，从磁光阱中提取的原子使用加速光晶格是一个合适的源布拉格原子干涉仪，允许有效的分束和随后的分离的动量状态的检测。尽管原子衍射固有的多状态的性质，我们能够建立一个马赫-曾德尔干涉仪使用布拉格散射，实现了灵敏度的重力加速度的$Δg/g = 2.7\times10^{-9}$与1000秒的积分时间。该装置还可以通过对光脉冲序列的简单修改而转换为重力梯度仪。
2012-07-06 physics.atom-ph quant-ph
Adaptive Robust High-Precision Atomic Gravimetry
针对原子重力仪难以兼顾精度、动态范围与抗噪性的问题，提出基于自适应贝叶斯量子估计、由短到长调整询问时间的干涉测量协议，显著提升噪声环境下的精度并改善时间标度。
2025-01-07 physics.atom-ph quant-ph
An entanglement protocol to measure atomic parity violation at sub 0.1% precision
本文提出一种基于多离子纠缠态的协议，在钡离子中实现低于0.1%精度的原子宇称破坏测量，通过共模抑制和选择性探测，免除了11个数量级的系统误差抑制，并可扩展至大规模离子数以提高精度。
2025-04-22 hep-ex physics.atom-ph quant-ph
Atomic fountain of laser-cooled Yb atoms for precision measurements
我们演示了发射激光冷却Yb原子在冷原子喷泉。准直热束中的原子首先在磁光阱（MOT）中冷却并捕获，MOT工作在399 nm（蓝线）处的强允许${^1S}_0 \rightarrow {^1P}_1$跃迁上。然后它们被转移到556 nm处弱允许的${^1S}_0 \rightarrow {^3P}_1$跃迁上的MOT（绿线）。来自绿色MOT的冷原子使用一对绿色光束以约2.5 m/s的速度逆着重力发射。我们在蓝色MOT中捕获了超过$10^7$的原子，并将高达70%的原子转移到绿色MOT中。奇数同位素$^{171}$ Yb的温度在蓝色MOT中为$\sim$ 1~mK，在绿色MOT中降低40倍。
2010-08-19 physics.atom-ph physics.optics
Relativistic general-order coupled-cluster method for high-precision calculations: Application to Al+ atomic clock
我们报告了一个一般顺序相对论耦合团簇方法进行高精度计算的原子和分子的性质的实施。作为第一个应用，静态偶极极化率的地面和第一激发态的Al+已被确定，以精确地估计与BBR移位的时钟频率测量的不确定性。对于Al+中的3s^2 ^1S_0^0 --> 3s3p^3P_0^0跃迁，获得的相对BBR位移为-3.66+-0.44，与最新的时钟频率测量中获得的值-9 +-3形成对比[Phys.Rev.Lett. 104，070802（2010）]。在目前的工作中开发的方法可以用来研究各种微妙的影响，如原子中的基本对称性破坏。
2010-10-06 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
High-precision measurement of microwave electric field by cavity-enhanced critical behavior in a many-body Rydberg atomic system
本研究利用与光学腔耦合的多体里德堡原子系统，通过腔增强临界行为提升Fisher信息，实现了微波电场的高精度测量，等效测量灵敏度较自由空间提升一个数量级，达到2.6 nV/cm/Hz$^{1/2}$。
2025-03-03 physics.atom-ph quant-ph
Compact single-seed, module-based laser system on a transportable high-precision atomic gravimeter
一个单一的种子，基于模块的紧凑型激光系统上演示了一个可移动的$^{87}\text{Rb}$为基础的高精度原子重力仪。原子干涉所需的激光频率由自由空间声光调制器（AOM）和谐振电光相位调制器（EOM）提供。来自同一激光器的两个光路之间的光学锁相环提供了分别使用AOM和EOM的由6.835 GHz的超精细频率分离的两个激光频率之间的容易的频率操纵。我们的方案避免了寄生拉曼跃迁存在于直接EOM调制方案（直接调制在超精细分裂的频率），这对重力测量的准确性有不利影响。光锁相环还通过拉曼激光器的相位偏移提供了一种方便的振动补偿方式。此外，模块化设计方法允许每个单独的光学模块上的即插即用性质，并且还增加了光学系统的机械稳定性。我们证明了高精度的重力测量与17.8 $μ\text{Gal}$稳定超过250秒的平均时间和2.5 $μ\text{Gal}$稳定超过2小时的平均时间。
2022-10-21 physics.atom-ph quant-ph
Precision Atomic Physics Techniques for Nuclear Physics with Radioactive Beams
用于测定放射性同位素基态性质的原子物理学技术非常灵敏，并提供准确的质量、结合能、Q值、电荷半径、自旋和电磁矩。核物理学的许多领域都受益于这些高度精确的数字。它们深入了解原子核结构的细节，以便更好地理解潜在的有效相互作用，为物理学中基本对称性的研究提供重要的投入，并有助于理解负责宇宙中观察到的化学丰度的核合成过程。潘宁阱和储存环质谱以及放射性核的激光光谱学已经使用了很长时间，但在过去十年中，这些领域取得了重大进展。本文概述了激光光谱研究、潘宁阱和储存环质量测量的基本原理，并对部分物理结果进行了讨论。
2012-10-15 nucl-ex physics.atom-ph
High Precision {\it K}-Shell Photoabsorption Cross Sections for Atomic Oxygen: Experiment and Theory
在各种X射线二元光谱中观察到了来自{ \it Chandra}和{ \it XMM-Newton}的X射线光谱中低于$\rm 1s^{-1}$阈值的能量区域中的原子氧的光吸收。本文介绍了用R矩阵方法和伪态法（RMPS）以及先进光源（ALS）的高精度测量方法确定的光吸收截面。使用E/ $Δ$ E $\approx$ 4，250和$\pm$ 400获得了光子能量从520 eV到555 eV的高分辨率光谱，能量分辨率为124 $\pm$ 12 meV FWHM。{ \it K}-壳层光吸收截面的测量与原子氧在ALS的先前的实验数据的重新分析。自然线宽$Γ$提取的$\rm 1s^{-1}2s^22p^4 (^4P)np ^3P^{\circ}$和$\rm 1s^{-1}2s^22p^4(^2P)np ~^3P^{\circ}$里德堡共振系列和理论预测进行了比较。精确的截面和线宽的x射线天文学的应用程序获得。理论和ALS测量之间的良好的协议，这将有深刻的影响，为建模的X射线光谱和光谱诊断。
2013-05-28 astro-ph.HE physics.atom-ph
Pump-probe measurement of atomic parity violation in caesium with a precision of 2.6%
我们提出了原子宇称破坏测量铯蒸气使用泵探测计划。在纵向电场存在下脉冲激发6S-7S禁戒跃迁后，与7S-6P跃迁之一共振的激光束激发7S原子发射持续20 ns。分析了放大后的探测光束的偏振特性。一个七重签名允许歧视的奇偶违反线性二向色性，并通过一个类似的，已知的，奇偶守恒线性二向色性的实时校准。首次观测到了由磁偶极跃迁矩产生的零场线性二色性信号，并将其用于现场电场的测定。结果ImE 1 ^{pv}=（-808+/- 21）10^{-14} ea\_{0}与博尔德小组获得的相应的更精确的测量结果完全一致。一个横向场配置与大的探针放大可以使原子宇称破坏测量的精度为0.1%的水平。
2006-10-06 physics.atom-ph physics.gen-ph
Cosmological Gravimetry Using High-Precision Atomic Clocks
本文提出并证实了宇宙引力势可以用高精度原子钟测量的假设。的考虑是使用准经典描述的引力转移，在于非度量引力理论的框架。假设宇宙学势是由宇宙的所有物质（包括暗物质和暗能量）形成的，并且在行星尺度上是空间均匀的。很明显，宇宙学势$Φ_\text{CP}$比地球引力势$φ_\text{E}$（地球表面的$|φ_\text{E}/c^2|\sim 10^{-9}$）大几个数量级。在我们的方法中，相同的原子钟的滴答率在两个不同的引力势点，即在不同的高度进行比较。在这种情况下，关于$Φ_\text{CP}$的信息包含在宇宙学校正$α\neq 0$中，在测量点处的频率$Δω/ω$（以原子钟计）的相对变化和重力势差$Δφ$之间的关系$Δω/ω=(1+α)Δφ/c^2$中。我们估计了宇宙学修正的下限$α>10^{-6}$。它表明，使用现代原子钟的光学范围内，它是可能的，以测量值的$α$在地球上的实验，如果$|α|>10^{-5}$。在实验证实的情况下，所获得的结果将为宇宙的研究和各种宇宙学模型的测试开辟新的独特机会。这些结果也将提高相对论大地测量、精密重力测量、全球导航系统和全球原子钟网络的测量精度。
2019-01-01 physics.atom-ph physics.gen-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
Precision determination of electroweak coupling from atomic parity violation and implications for particle physics
我们对铯原子的宇称破坏进行了高精度计算，与以前的评估相比，理论不确定性降低了两倍。我们结合以前的测量和我们的计算，提取了133 Cs核的弱电荷，Q_W = -73.16（29）_exp（20）_th。结果与基本粒子的标准模型（SM）一致。这是迄今为止对SM的低能电弱部分进行的最准确的测试。结合高能对撞机实验的结果，我们证实了电弱力的能量依赖性（或“运行”）的能量范围跨越四个数量级（从~10 MeV到~100 GeV）。此外，我们的研究结果的限制，各种新的物理场景超出SM。特别是，我们增加了大统一和弦论模型预测的额外$Z$ -玻色子的质量下限。
2009-02-02 hep-ph physics.atom-ph
Precision Spectroscopy of 2S-nS Transitions in Atomic Hydrogen: A Determination of the Proton Charge Radius
Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Missouri University of Science and Technology（密苏里科技大学）
研究通过高精度测量氢原子2S-nS双光子跃迁频率，确定质子电荷半径和里德伯频率，结果与CODATA 2022推荐值一致。
2026-04-29 hep-ph physics.atom-ph
Constraints on proton structure from precision atomic physics measurements
氢和μ素的基态超精细分裂被很好地测量。在校正了磁矩和质量效应之后，它们的差异仅仅是由于质子结构--点状核的大QED贡献基本上被抵消了。重新缩放的超精细差异取决于Zemach半径，Zemach半径是质子的基本度量，计算为电磁质子形状因子的乘积上的积分。从原子物理学中确定的泽马赫半径（1.043 +/- 0.016）fm与质子形状因子的加速器测量值紧密吻合。相反，我们可以使用μ素数据来提取一个“实验”值，用于QED对类氢超精细数据的修正;我们发现测量和理论是一致的。
2005-08-23 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Constraints on a long-range spin-dependent interaction from precision atomic physics
提出了一个超越标准模型的赝矢量光玻色子的唯象约束，它可以诱导出长程自旋相关相互作用$α^{\prime\prime}({\bf s}_1\cdot{\bf s}_2)\,{\rm e}^{-λr}/r$。在从$4\;{\rm keV}/c^2$到与宏观距离（$λ^{-1}\sim1\;$ cm）相关的质量范围内，电子-μ子相互作用的自旋相关耦合常数$α^{\prime\prime}$被限制在低于$10^{15}$的一部分的水平。当延伸到更高的质量时，约束被削弱。最强的约束与轻子-轻子相互作用有关。对其他粒子的自旋相关相互作用的限制也进行了讨论。这些结果是由μ素和其它几种轻类氢原子的基态的HFS间隔数据得到的。
2010-05-27 hep-ph physics.atom-ph
