Quantum-classical lifetimes of Rydberg molecules
里德伯原子的一个显著特性是，它可以产生由一个高激发态原子和另一个处于基态的原子组成的分子。这种里德伯分子的首次发现开启了物理研究的一个活跃领域，并表明其基本性质可以在一个简单的模型中描述，该模型将基态原子视为一个小微扰器，该微扰器与里德伯电子的低能散射过程结合在一起[C. H. Greene等人，Phys.Rev.Lett.，85：2458（2000）]。除了理论和实验关于分子振动态的良好一致性之外，实验观察产生了令人惊讶的特征，即与裸里德伯原子相比，分子的寿命明显减少[B. Butscher等人，J. Phys. B：At.摩尔44，184004（2011）]。针对这一尚未得到解释的现象，本文在量子经典框架下研究了分子的振动基态。我们表明，里德堡波函数是连续失谐的存在下的运动基态原子和时间尺度上的失谐显着超过自然线宽是在良好的协议与观察到的减少寿命的里德堡分子。
2012-10-19 physics.atom-ph quant-ph
Anomalously enhanced lifetimes of low angular momentum Rydberg states in singly charged alkaline-earth metal ions
Institut für Theoretische Physik and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Universität Tübingen（蒂宾根大学理论物理研究所与集成量子科学与技术中心）；School of Physics and Astronomy and Centre for the Mathematics and Theoretical Physics of Quantum Non-Equilibrium Systems, The University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学学院及量子非平衡系统数学与理论物理中心）
本文发现单电荷碱土金属离子中某些低角动量里德伯态寿命异常增强（因子>8），零温源于偶极矩阵元相消，室温源于能级间距增大，对量子模拟与计算有重要意义。
2026-09-30 physics.atom-ph quant-ph
The role of Coulomb anti-blockade in the photoassociation of long-range Rydberg molecules
我们提出了一种新的机制，有助于通过脉冲场电离的光缔合长程里德伯分子的检测：离子的产品，创建一个长程里德伯分子的衰变，修改周围的基态原子的激发光谱，并促进进一步的原子激发到里德伯态的光缔合光。这种离子介导的激发机制以前被称为“库仑反封锁”。脉冲场电离通常不区分长程里德伯分子和孤立的里德伯原子的电离，因此通过这种机制检测到的原子离子的数量与探针体积中存在的长程里德伯分子的数量不成比例。结合铯原子稠密超冷气体的高分辨率紫外和射频光谱、铯原子nP_3/2里德堡态下束缚的长程里德堡分子的分子水平结构的理论模型以及光缔合和衰变过程的速率模型，我们明确地确定了这种检测机制在长-里德堡分子束缚在原子渐近线以下，斯塔克位移为负。
2022-11-09 physics.atom-ph quant-ph
Rotational hybridization, and control of alignment and orientation in triatomic ultralong-range Rydberg molecules
研究了由一个里德伯原子和一个基态异质双原子分子构成的超长程三原子里德伯分子的电子结构和振转性质。研究了Rb（$27s$）里德伯原子与KRb（$N=0$）双原子极性分子的相互作用。Rb（$n=24$，$l\ge 3$）简并流形存在明显的电子杂化。极性双原子分子可以在里德伯电子和核以及外场产生的电场中旋转。我们调查的Born-Oppenheimer势曲线的变形，必不可少的结合的分子，与不同的电场和分析所产生的性质，如振动结构和排列和取向的极性双原子分子。
2014-06-25 physics.atom-ph quant-ph
Ultralong-range triatomic Rydberg molecules in an electric field
研究了由一个里德伯原子和两个中性基态原子组成的三原子里德伯分子的电子结构。在考虑$s$波和$p$波相互作用的情况下，我们计算了Rb $(n=35, l\ge 3)$ Rydberg简并流形的电子结构，分析了绝热电子势的演化.在此，我们集中在三个不同类别的几何结构的里德堡分子，包括对称，不对称和平面配置。这些势能面在外部电场的存在下的变态进行了探讨。
2016-01-19 physics.atom-ph quant-ph
Ultralong-Range Rb-KRb Rydberg Molecules: Selected Aspects of Electronic Structure, Orientation and Alignment
研究了由一个Rb里德伯原子和一个KRb双原子分子构成的超远程三原子里德伯分子的结构和性质。在我们的数值描述中，我们进行了一个现实的处理的双原子分子的内部旋转运动，并考虑Rb（$n, l\ge 3$）Rydberg简并流形和能量最近邻的主要量子数$n'>n$和轨道量子数$l\le2$的水平。本文主要研究Rb（$n, l\ge 3$）和Rb（$n=26, l=2$）流形的绝热电子势。详细分析了Rb-KRb三原子里德伯分子中KRb双原子分子的方向性。
2015-07-28 physics.atom-ph quant-ph
Photodissociation of long-range Rydberg molecules
我们提出的超冷长程里德堡分子的光解离作为一种工具来表征其电子性质。我们photoassociate K2 37 P分子与高度纠缠的电子和核自旋的两个绑定原子和量化的纠缠通过投影的分子状态到非相互作用的原子使用射频光解。通过比较实验的光解速率与理论预测，我们进一步表征的光缔合分子的电子和核波函数。在对形成的长程里德伯分子进行完整表征的基础上，我们证明了自由基态原子通过与里德伯原子的相互作用而实现的超精细自旋翻转。
2021-01-06 physics.atom-ph quant-ph
Ultralong-range Cs-RbCs Rydberg molecules: non-adiabaticity of dipole moments
该研究考察 Cs-RbCs 超长程多原子 Rydberg 分子，分析电荷–偶极相互作用导致的非绝热耦合及其对光镊中分子形成概率和振动态衰减干涉特征的影响。
2024-01-17 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg atom mediated non-destructive readout of collective rotational states in polar molecule arrays
我们详细分析了利用单个极性分子或一维分子阵列与单个里德伯原子之间的电荷偶极相互作用读出转动布居数的可能性。里德伯电子能量的变化取决于极性分子的旋转状态，从而允许在分子和原子之间实现CNOT量子门。原子荧光的随后读出导致旋转状态的非破坏性测量。研究了一维极性分子阵列与Rydberg超原子（封锁）态原子阵列或原子云的相互作用，计算了Rb（60 s）与KRb和RbYb分子（N= 1，3，5）的分辨能移.我们表明，集体分子转动状态可以读出使用条件里德伯能移。
2016-04-28 physics.atom-ph quant-ph
Probing dipolar interactions between Rydberg atoms and ultracold polar molecules
本文在光学俘获系综中探测超冷 KRb 分子与里德伯 Rb 原子间的共振偶极相互作用，观察到 2.227 GHz 共振能量转移和高达 3.5 MHz 的激发谱展宽，并通过蒙特卡罗模拟验证，为混合里德伯-极性分子系统奠定基础。
2025-04-09 physics.atom-ph quant-ph
Heteronuclear long-range Rydberg molecules
本文报道了在39K和133Cs的双粒子磁光阱中，通过单光子紫外光缔合作用，形成了同素的Cs2，K2和异素的CsK长程里德堡分子。不同的基态密度依赖的同质和异质光缔合速率和稳定的分子离子的自电离产生的检测提供了一个明确的分配。我们进行绑定绑定毫米波光谱的远程里德伯分子访问分子状态无法访问的单光子光缔合。基于最新的理论模型和原子参数的计算不能一致地再现来自同质和异质长程里德伯分子的全套数据。这表明，异质长程里德堡分子的光缔合和毫米波光谱为理论模型的发展提供了一个基准。
2021-01-06 physics.atom-ph quant-ph
Quantum-classical model for the formation of Rydberg molecules
里德伯原子的一个迷人的方面是它们能够与一个基态原子形成巨大但非常弱的结合分子，只有通过后者与里德伯电子之间的散射过程才能结合在一起。除了通过激光激发两个距离小于里德伯半径的基态原子来产生这种分子的通常方法之外，我们证明了当与里德伯原子接触时，也可以通过捕获最初位于其范围之外的基态原子来形成里德伯分子。为了证明这种效应，本文在量子经典框架下研究了里德伯电子与基态原子的散射过程。在这幅图中，捕捉到了经典运动方程中的耗散有限质量修正项的结果。我们表明，以及在何种条件下发生的捕获。
2012-06-21 physics.atom-ph quant-ph
Angular-momentum couplings in long-range Rb$_2$ Rydberg molecules
本文研究了$^{87}$ Rb $_2$ Rydberg分子与5S $_{1/2}$基态原子之间的角动量耦合。我们使用的费米模型，包括S-波和P-波的单重态和三重态的里德堡电子与5S $_{1/2}$原子的散射，以及精细结构耦合的里德堡原子和超精细结构耦合的5S $_{1/2}$原子。我们讨论了这些耦合对绝热分子势的影响。我们得到的束缚态能量，寿命，和电和磁偶极矩的振动基态的$^{87}$ Rb $(n$ D $+5$ S $_{1/2})$分子在所有的绝热势，包括精细和超精细结构。我们还研究了超精细结构对深$^3$ S波和$^3$ P波主导的绝热分子势的影响，这些势支持高$\ell$ $^{87}$ Rb $_2$ Rydberg分子。
2014-09-08 physics.atom-ph quant-ph
Ultralong-range Rydberg molecules of Hg atoms
该研究将里德伯分子理论扩展至多价原子的额外自旋耦合，计算Hg*Rb与Hg*Hg的势能曲线，并提出长程自旋纠缠及阈值上方亚稳共振态。
2024-12-06 physics.atom-ph quant-ph
Trilobites, butterflies, and other exotic specimens of long-range Rydberg molecules
这个博士本教程讨论了超远程里德堡分子，里德伯原子和一个或多个基态原子沉浸在里德堡电子的波函数的异国情调的束缚态。这种新的化学键与离子键或共价键不同，是通过一种非常不同的机制实现的：里德伯电子从基态原子上弹性散射，产生一种弱吸引力，足以在长程振荡势阱中形成分子。在过去的十年中，随着实验观察和操纵这些分子的能力的迅速发展，这个主题已经迅速发展成为原子和分子物理学的一个充满活力和成熟的子领域。本教程重点关注实验进展需要更复杂理论描述的三个领域：多原子分子的结构、电子和核自旋的影响以及这些分子在外场中的行为。主要结果是收集势能曲线和电子波函数，它们共同描述了物理的里德伯分子。此外，为了促进这一领域的未来进展，本教程提供了实验和理论的当前状态的一般概述。
2019-02-27 physics.atom-ph quant-ph
Laser-assisted binding of ultracold polar molecules with Rydberg atoms in the van der Waals regime
在双光子激光激发下，研究了碱金属里德伯原子与异质二聚体的超冷长程碰撞。在分子保持在库原子里德堡轨道之外的低密度区域中，我们表明原子-分子对进入远程束缚三聚体状态的双光子光缔合（PA）在广泛的原子里德堡通道中是有效的。作为一个案例研究，我们得到的PA线型的三聚体组成的KRb分子的振转基态和激发Rb原子的渐近里德堡能级$n^{2}S_j$和$n^{2}D_j$，为$n=20-80$。我们预测的原子-分子结合能范围$10-10^3$ kHz的第一振动态低于阈值。在1.0 $μ$ K时，平均三聚体形成速率为$10^8\, {\rm s}^{-1}$级，并且弱依赖于主量子数$n$。我们的研究结果为更广泛地理解超冷原子里德伯库中稀分子的奇异长程碰撞奠定了基础。
2021-09-14 physics.atom-ph quant-ph
Simultaneous nondestructive measurement of many polar molecules using Rydberg atoms
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Harvard University（哈佛大学）；Joint Quantum Institute and Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（量子力学研究所与量子信息与计算机科学联合中心，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）
利用Rydberg原子非破坏性测量极性分子内部状态，通过微波调制实现同时测量，适用于双碱分子平台。
2026-01-13 physics.atom-ph quant-ph
Individual assembly of two-species Rydberg molecules using optical tweezers
本研究提出利用光镊单个组装并表征Rb*Cs里德伯分子的新方法，通过单原子探测研究分子形成动力学，操控原子间距优化耦合，实现独立光镊原子的分子缔合，实验结果与理论吻合，可拓展至里德伯光镊平台并集成到量子科学系统。
2025-03-13 physics.atom-ph quant-ph
Formation of ultracold ion pairs through long-range Rydberg molecules
提出了一种新的激发超冷二聚体离子对态的方法。其中心思想是一个两步过程，首先通过光缔合形成长程里德堡分子，然后通过受激发射驱动其朝向离子对状态，这是一个具有光诱导鱼叉反应特征的过程。我们评估这种方法的可行性，通过一个具体的系统，p-波散射占主导地位的长程里德伯分子在铯详细的实验和理论研究，并讨论了潜在的应用研究强相关等离子体组成的带相反电荷的粒子相等或相似的质量。
2020-01-31 physics.atom-ph quant-ph
Long-range Rydberg molecules, Rydberg macrodimers and Rydberg aggregates in an ultracold Cs gas
我们提出了一个概述，我们最近的研究在超冷Cs里德堡气体的长程相互作用。这些相互作用的高分辨率光缔合光谱研究，使用接近单光子跃迁到$n$ p $_{3/2}$里德堡态的脉冲和连续波紫外激光辐射的激发，并导致形成远程Cs $_2$分子。我们观察到两种类型的分子共振。第一种类型起源于两个原子通过多极-多极相互作用关联激发到里德伯原子对态的长程相互作用。第二类是由一个原子被激发到里德伯态与一个原子在电子基态的相互作用引起的。在实验中观察到哪种类型的共振取决于激光强度和频率以及用于制备里德伯态的脉冲序列。我们获得的见解这两种类型的分子共振通过建模的相互作用势，使用多极扩展的长程相互作用的第一种类型的共振和费米接触赝势的第二种类型的共振。我们分析了这些长程分子共振态与分子里德伯态和离子对态的关系，并讨论了它们衰变为原子和分子离子的通道。在使用双色双光子激发方案进行的实验中，我们观察到里德伯激发概率的大幅增强，我们将其解释为可饱和的自催化反封锁现象。
2016-07-14 physics.atom-ph quant-ph
Dressed ion-pair states of an ultralong-range Rydberg molecule
我们预言存在一类普适的超长程Rydberg分子态，其振动光谱形成修剪的Rydberg系列。一个修饰的离子对模型捕捉到了这些奇异分子的物理起源，准确地预测了它们的性质，并揭示了超长范围的里德伯分子和重里德伯态的特点，一个令人惊讶的小里德伯常量。后者是由修饰阴离子的小有效电荷决定的，它超过了分子的大折合质量的贡献。这使得这些分子成为唯一已知的里德伯常量小于$R_\infty/2$的少体系统。
2020-08-13 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Quantum computation in a hybrid array of molecules and Rydberg atoms
我们表明，极性分子阵列与里德伯原子相互作用是一个有前途的混合系统的可扩展的量子计算。量子信息存储在分子的长寿命超精细或旋转状态中，这些分子通过与里德伯原子的共振偶极-偶极相互作用间接地相互作用。基于这种相互作用的双量子位门具有1 $μ$ s的持续时间和99.9%的可实现保真度。门对粒子的运动状态几乎不敏感-分子可以处于热状态，原子在里德伯激发期间不需要被捕获，门不加热分子，并且加热原子的影响可以忽略不计。在一个大型的静态阵列中，门可以应用于相隔数十微米的任意分子对，使该方案具有高度可扩展性。分子-原子相互作用还可以用于快速量子位初始化和高效、非破坏性的量子位读出，而不驱动任何分子跃迁。单量子比特门仅使用微波脉冲驱动，利用旋转状态之间的强电偶极跃迁。因此，大规模量子计算所需的所有操作都可以在不移动分子或将其激发出基态的情况下完成。
2022-06-05 physics.atom-ph quant-ph
Trapped arrays of alkaline earth Rydberg atoms in optical tweezers
具有里德伯介导相互作用的中性原子量子比特是开发大规模相干量子系统的领先平台。在迄今为止的大多数实验中，里德伯态没有被限制基态原子的相同势捕获，导致原子损失和对可实现的相互作用时间的限制。在这项工作中，我们证明了里德堡态的碱土金属原子，镱，可以稳定地捕获相同的红色失谐光镊，也限制了基态，通过利用Yb $^+$离子核心的极化率。使用以前未观察到的\tripletS系列，我们证明了捕获的里德伯原子寿命超过$100\,μ$ s，并观察到没有证据的自动或光电离从陷阱光为这些国家。我们测量了$T_2 = 59$和$μ$在两个里德堡能级之间的相干时间，超过了相同条件下未被俘获的里德伯原子的28个$μ$的寿命。这些结果对于延长里德伯原子阵列的相互作用时间进行量子模拟和计算是有希望的，并且对于在循环态或低温环境中利用延长的Rydberg寿命是至关重要的。
2019-12-19 physics.atom-ph quant-ph
Lifetimes of ultra-long-range strontium Rydberg molecules
报道了由一个基态5s 2 1S 0原子和一个5s 38 s 3S 1态里德伯原子组成的超长程锶里德伯分子的低振动态寿命。这些分子是在光学偶极阱中的超冷气体中产生的，它们的数量是通过场电离来确定的，产物电子是通过微通道板来检测的。测量结果表明，与先前对铷里德伯分子的测量结果形成鲜明对比的是，低能级分子振动态的寿命与母体里德伯原子的寿命非常相似。这是因为在低能量电子铷散射中，在决定分子寿命方面起着重要作用的强p波共振在锶中不存在。这种共振的消失为涉及锶里德伯原子作为量子气体中杂质的实验以及对分子形成和衰变理论的检验提供了优势。
2015-11-20 physics.atom-ph
All-optical measurement of Rydberg state lifetimes
我们已经开发了一种全光学方法测量$n S$和$n D$里德堡态的寿命，并证明其能力与测量超冷${}^{87}$ Rb原子在低温环境中的稀释云。该方法是基于时间分辨观察共振光吸收的基态原子和选择性转移的里德伯原子到基态在不同的延迟时间，以重建里德伯衰减曲线。我们的${}^{87}$ Rb $30S_{1/2}$状态的测量表明，在较低的环境温度下的寿命增加，如预期的那样，由于减少了黑体辐射。对于具有吸引偶极-偶极相互作用的$38D_{5/2}$态，观察到由于碰撞效应导致的电离和寿命降低。
2015-07-09 physics.atom-ph
Quantum computation with longlived Rydberg-Landau atoms featuring suppressed ionization by the Magnetic Cage
针对Rydberg原子寿命短和易电离限制量子计算的问题，提出在2.5 Tesla强磁场下构建具有长寿命和抗电离特性的Rydberg-Landau态，以实现高保真量子操作并支持更复杂的量子算法。
2025-05-31 physics.atom-ph quant-ph
A protocol to realize triatomic ultralong range Rydberg molecules in an ultracold KRb gas
我们提出了一个实验上可实现的方案，以产生三原子超长程里德堡分子（TURM），形成在超冷KRb陷阱。利用Rydberg电子-分子的各向异性偶极相互作用，设计了非零量子缺陷Rydberg能级与KRb分子在N=0和N=2转动能级的近共振耦合.这种近共振耦合增强了TURM结合并产生有利的Franck-Condon因子。计划posterion和铷激发证明。
2019-12-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Millisecond-lived circular Rydberg atoms in a room-temperature experiment
环形里德堡态是量子技术的理想工具，具有巨大的相互作用和数十毫秒范围内的极长寿命，比激光可达的里德堡态大两个数量级。然而，这种寿命仅在零温度下观察到。在室温下，黑体辐射诱导的转移会湮灭这种循环态的基本资产，因此迄今为止，这种资产主要用于特定的复杂低温实验。在这里，我们证明，在激光冷却的原子样品，在室温下的主量子数60的循环状态寿命超过一毫秒。抑制结构是一个简单的平面并联电容器，有效地抑制黑体辐射诱导的转移。其中一个电容器电极是完全透明的，并提供对原子的完整光学访问，这是应用的基本特征。该实验为圆形里德伯原子在量子精密测量和量子模拟中的广泛应用铺平了道路。
2022-09-23 physics.atom-ph quant-ph
Atomic Rydberg Reservoirs for Polar Molecules
我们讨论了激光修饰的偶极和原子与极性分子之间的范德华相互作用，使一个冷的原子气体与激光混合里德伯能级作为一个设计的水库的弹性和非弹性碰撞过程。弹性散射通道的特征在于大的弹性散射截面和排斥屏蔽以防止近距离碰撞。此外，我们讨论了耗散（非弹性）碰撞，其中自发发射的光子带走（动能）碰撞伙伴的能量，从而提供了一个显着的能量损失在一个单一的碰撞。这导致了一个分子在mK下被冷原子快速热化和冷却到μK状态的情况。
2011-12-18 physics.atom-ph quant-ph
Observation of Rydberg blockade due to the charge-dipole interaction between an atom and a polar molecule
本研究在光镊中实现单个 Rb 原子与 RbCs 基态分子间的电荷-偶极 Rydberg 阻塞，并通过动力学模拟验证，为 Rydberg 原子介导的分子量子信息混合平台奠定基础。
2023-05-15 physics.atom-ph quant-ph
Experimental characterization of singlet scattering channels in long-range Rydberg molecules
我们在超冷Cs气体中，用光缔合光谱法在6s $_{1/2}$（$F$ = 3，4）$\rightarrow$ np $_{3/2}$共振（n=26- 3,4）附近观察到由一个里德伯原子和一个基态原子组成的长程Cs $_2$里德伯分子的形成.这些光谱揭示了最近由D. A.安德森，S. A. Miller和G. Raithel [Phys.Rev.A90，062518（2014）]：纯粹通过三重态s波散射结合的态，结合能范围从n=26时的400 MHz到n=34时的80 MHz，以及通过混合的单重态-三重态s波散射结合的态，结合能较小且依赖于F。实验观测值由一个有效的哈密顿量，包括s波散射赝势，基态原子的超精细相互作用，和自旋轨道相互作用的里德伯原子。该分析使单重态散射的作用，在形成远程里德伯分子的表征和确定一个有效的单重态s-波散射长度为低能量的电子Cs碰撞。
2015-02-16 physics.atom-ph quant-ph
Excitation of weakly-bound molecules to trilobite-like Rydberg states
我们观察到“三叶虫样”状态的超冷85 Rb 2分子，其中基态原子是由它的里德伯原子合作伙伴的电子波函数绑定。我们填充这些国家通过紫外线激发弱结合的分子，并访问一个政权的三叶虫状国家在低主量子数和振动转折点周围35玻尔半径。这表明，与以前使用自由到束缚跃迁的研究不同，三叶虫样态也可以通过束缚到束缚跃迁激发。这种方法提供了高的激发概率，而不需要高密度的样品，并提供了通过选择的初始状态的振动水平来控制激发半径的能力。
2013-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Data-insensitive cooling of polar molecules with Rydberg atoms
本文提出利用里德伯原子与极性分子间的状态不敏感相互作用实现协同冷却，在不破坏分子量子信息的前提下延长混合光镊阵列中的量子计算与模拟时间。
2025-07-21 physics.atom-ph quant-ph
Nondestructive Detection of Polar Molecules via Rydberg Atoms
一种高灵敏度、通用性和最好是非破坏性的检测极性分子的技术将极大地推进许多领域，特别是涉及冷分子和超冷分子的量子科学。在这里，我们提出利用分子和里德伯原子之间的共振能量转移来探测分子。基于对于足够低的碰撞能量的$>10^{-6}\,$ cm $^2$的能量转移横截面，在良好限定的内部状态中基本上任何极性分子种类的近单位效率非破坏性检测应该是可能的。
2016-11-27 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Extended Rydberg Lifetimes in a Cryogenic Atom Array
Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Department of Electrical and Computer Engineering, Princeton University（普林斯顿大学电气与计算机工程系）
在低温环境下，通过优化光镊阵列和量子比特操控，实现了更长的里德堡寿命，为提高中性原子双量子比特门保真度提供支持。
2026-02-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ultracold Rydberg Molecules
超冷里德堡分子在理论和实验上都得到了广泛的研究。在这里，作者回顾了各种超长程里德堡分子和大二聚体的最新实现，并探讨其在光谱学，少体和多体相互作用和量子信息处理的当前和未来的应用潜力。
2018-02-16 physics.atom-ph
Ultralong Rydberg Cs$_2$ Molecules Investigated by Combined ab initio Calculations and Perturbation Theory
利用微扰理论得到的相应势能曲线研究了超长里德堡Cs $_2$分子的振动性质.里德堡Cs $_2$分子由里德堡Cs（$nS/nP$）原子$(n=30-70)$和基态Cs（$6s$）原子缔合。微扰处理相应Rydberg分子势曲线的出发点是从实际的{ \it ab initio}有效核势生成精确的原子Rydberg态。计算结果与Rydberg Rb $_2$分子的实验和理论研究结果具有相似的特征。这是第一次在{ \it ab initio}水平上研究Rydberg分子。
2012-10-23 physics.atom-ph
State resolved investigation of Förster resonant energy transfer in collisions between polar molecules and Rydberg atoms
我们进行了全面的调查福斯特共振能量转移的氨分子和铷里德伯原子的室温热混合物。通过结合毫米波态转移和态选择场电离，实现了对里德伯原子布居的全态分辨测量。这允许的能量转移过程，如状态依赖性，氨压力的依赖性，并依赖于能量共振条件的方面进行详细研究。我们的结果为将来结合极性分子和里德伯原子的量子实验铺平了道路。
2018-09-03 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Dipole-Dipole coupled double Rydberg molecules
我们证明了两个里德伯原子之间的偶极-偶极相互作用可以产生长程分子。结合势来自于两个态，它们收敛于不同的分离原子渐近线。这些状态在大距离处相互作用很弱，但随着范德华相互作用转变为原子之间的共振偶极-偶极相互作用，原子之间的距离逐渐减小，这些状态开始相互排斥。这种机制导致形成一个有吸引力的潜力之一。如果两个分离的原子渐近线来自于原子里德伯能级的小斯塔克分裂，它提高了塞曼简并度，那么阱的深度和最小值的位置由外电场控制。我们讨论了两种不同的几何形状，导致在本地和甜甜圈形状的潜力，分别。
2012-05-21 physics.atom-ph quant-ph
Ultracold long-range van der Waals Rydberg trimer
本研究预测稀薄原子-气体混合物中存在由里德伯原子与双原子极性分子构成的超长程范德瓦尔斯三聚物，给出其尺寸、结合能及双光子光缔合产生速率，并论证共振观测可行性。
2025-02-14 physics.atom-ph quant-ph
Ultralong-range polyatomic Rydberg molecules formed by a polar perturber
里德伯原子电子的内部电场可以束缚极性分子，形成一个巨大的超远程稳定的多原子分子。这些分子不仅与里德伯原子共享它们的性质，它们还具有巨大的永久电偶极矩，并且还允许极性分子取向的相干控制。在这项工作中，我们包括额外的里德伯流形耦合到近简并的里德伯态[S。T. Rittenhouse和H. R. Sadeghpour，Phys. Rev. Lett. 104，243002（2010）]。一组$(n+3)s$ Rydberg态与碱金属原子中的$n(l>2)$近简并Rydberg流形的耦合导致Born-Oppenheimer势中明显的避免交叉。最终，这些避免的交叉使标准的双光子激光光缔合技术的巨型多原子里德堡分子的形成。
2011-01-27 physics.atom-ph
Transport on flexible Rydberg aggregates using circular states
相互作用的里德伯原子组合体为输运现象、量子化学和凝聚态系统的量子模拟带来了希望。这种方案通常受到里德堡态的有限寿命的限制。圆形里德伯态是里德伯态中寿命最长的，但在低角动量态的光谱特征中缺乏能量隔离。后者需要获得简单的传输模型，每个原子的电子状态很少。然而，简单的模型甚至可以通过利用偶极-偶极选择规则或外部场来实现圆形状态。我们在这里表明，这种方法可以是特别富有成效的情况下，量子传输耦合到原子运动，在绝热激发运输或量子模拟的电子-声子耦合在光捕获。此外，我们探索灵活的里德堡聚集体与圆形状态的实际限制，并在何种程度上可以使用经典模型描述圆形里德伯原子之间的相互作用。
2018-09-06 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
Rydberg molecule-induced remote spin-flips
我们对铷原子25 $P$态附近的超长程里德堡分子进行了高分辨光缔合光谱研究。由于基态微扰原子中的超精细相互作用，出现的混合单重态-三重态势包含了两个超精细态的贡献。我们表明，这可以用来诱导远程自旋翻转的扰动原子激发后的里德伯分子。当里德伯态的自旋-轨道分裂与基态的超精细分裂相当时，里德伯电子的轨道角动量与微扰原子的核自旋纠缠.我们的结果为在体系统和光晶格中实现超冷原子的自旋相关相互作用提供了新的可能性。
2016-06-23 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Electric field control in ultralong-range triatomic polar Rydberg molecules
我们研究了由里德伯原子与基态极性分子相互作用产生的一类超长程分子的外电场控制。外场混合了里德伯电子态，从而强烈地改变了极性双原子分子由于里德伯电子而看到的电场，结果，负责分子结合的绝热势能曲线可以以这样一种方式调谐，即与相邻曲线发生交叉。后者导致在里德伯波函数中混合s波特征，并将大大促进这类特殊里德伯分子物种的实验制备和实现。
2012-01-10 physics.atom-ph
Lifetimes of ultralong-range strontium Rydberg molecules in a dense BEC
利用场电离监测里德伯布居数的时间演化，研究了在致密玻色-爱因斯坦凝聚体中产生的超长程里德伯分子的寿命和衰变通道。对主量子数$n$在$n=49$至$n=72$范围内的分子的研究表明，它们的存在会导致场电离特性的显著变化，这些分子在里德堡电子轨道内含有数十至数百个基态原子。里德堡分子的寿命为$\sim1-5\,μ$ s，其破坏主要归因于两个过程：通过缔合电离形成Sr $^+_2$离子，以及通过$L$变化碰撞诱导解离。观察到的损失率是一致的反应模型，强调里德伯核心离子和它的最近邻基态原子之间的相互作用。测得的寿命严格限制的时间尺度上的研究，涉及里德伯物种在寒冷，致密的原子气体可以进行，并限制了这种测量的相干时间。
2017-09-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Non-adiabatic decay of Rydberg-atom-ion molecules
研究了电子势能面之间的非绝热耦合对里德伯原子离子分子（RAIM）的衰变影响。我们采用Born-Huang表示，并使用Crank-Nicolson算法进行数值模拟。计算了铷原子RAIM的最低十个振动态$ν$的非绝热寿命，并选取了Rydberg主量子数$n$ .非绝热寿命一般超过辐射里德伯原子寿命。我们观察到并解释了作为$ν$和$n$的函数的寿命的趋势，和属性的不规则性量子干涉所产生的浅势阱中的内电位表面。我们的研究结果将有助于进一步的光谱研究RAIM。
2021-08-24 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
Dynamically Probing Ultracold Lattice Gases via Rydberg Molecules
我们表明，在三维光晶格中的长程里德伯分子的激发，可以作为一个位置和时间敏感的探针在系统中的占位。为此，我们检测由所形成的里德伯分子的衰变连续产生的离子。虽然超流气体显示分子形成的所有参数，莫特绝缘体与$n=1$填充揭示了一个强大的抑制形成的分子的数量。在弱探测条件下，该技术可用于实时探测超流到Mott-绝缘体的相变。我们的方法可以扩展到更高的填充，并有各种应用程序的实时诊断和操纵的超冷晶格气体。
2015-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Anisotropic blockade using pendular Rydberg butterfly molecules
我们提出了一个实验，以证明一种新的封锁机制所造成的长程各向异性相互作用的超冷偶极气体组成的最近观察到的“蝴蝶”里德伯分子。在阻断半径下，两个相邻分子之间的强分子间相互作用使它们的分子状态与光缔合激光脱离共振，从而防止它们同时激发。当分子在准一维（Q1D）阱中制备时，相互作用的强度可以通过弱外场来调节。因此，分子密度强烈地依赖于陷阱轴和场之间的角度。可用的里德伯态和分子态提供了广泛的可调谐性。
2017-05-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Long-lived collective Rydberg excitations in atomic gas achieved via ac-Stark lattice modulation
本文提出利用非共振交流斯塔克晶格调制冻结自旋波并消除热退相，将集体里德伯激发寿命延长一个数量级，为复杂集体激发协议奠定基础。
2024-07-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Photoionization Rates of Cs Rydberg Atoms in a 1064 nm Far Off-Resonance Trap
在1064 nm远共振偶极阱中测量了Cs（$50 \leq n \leq 75$）的$nD_{5/2}$里德堡态的光电离率。光电离率是通过测量里德伯原子的寿命内产生的1064 nm的远偏离共振陷阱和比较的寿命相应的控制实验中的磁光阱。控制实验的实验结果与最近的理论预测里德伯态寿命和测量的光电离率是一致的过渡率从模型势计算。
2010-10-05 physics.atom-ph
Vibronic interactions in trilobite and butterfly Rydberg molecules
超远程里德堡分子为夸张尺度的分子物理学提供了令人兴奋的测试平台。在所谓的三叶虫和蝴蝶里德伯分子中，由于绝热势能曲线中径向振荡和快速能量变化的组合产生的强非绝热耦合，波恩-奥本海默近似可能失败。我们利用一个准确的耦合通道处理的振动系统，以观察玻恩-奥本海默物理学的崩溃，如非绝热捕获和衰减的分子状态附近发现明显避免交叉的绝热势曲线。即使是振动态本地化远离避免交叉，一个单一的通道模型是足够的定量后，包括对角非绝热修正的波恩-奥本海默潜力。我们的研究结果表明，包括非绝热物理的描述中的超长程里德堡分子和测量的振动光谱的解释的重要性。
2022-11-29 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Synthetic dimension-induced conical intersections in Rydberg molecules
我们观察到一系列的锥形交叉的势能曲线支配的碰撞之间的里德伯原子和基态原子和里德伯分子的结构。通过使用里德伯原子的电子能量作为合成维度，我们绕过了冯·诺依曼-维格纳定理。当里德伯原子的量子缺陷与电子-基态原子散射相移除以$π$的大小相似时，这些锥形交叉点就会发生，这是几种常见的研究原子物种所满足的条件。圆锥形交叉点对Rb $(nf)$ +Rb $(5s)\to$ Rb $(nl>3)$ + Rb $(5s)$类型的超冷$l$ -变化碰撞的速率具有可观察的影响.在圆锥形交叉点附近，这种速率被强烈抑制，里德伯原子变得对基态原子几乎透明。
2021-02-08 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
