Scattering of an alkali atomic beam on anti-spin-relaxation-coatings
我们进行了散射实验,使用铷(Rb)原子束在石蜡薄膜和测量散射原子的角和速度分布。采用不同的方法制备了石蜡薄膜,并通过原子力显微镜和X射线衍射对其进行了表征。薄膜具有不同的粗糙度和晶体结构。石蜡薄膜保留了散射原子的自旋极化。所测得的所有薄膜的角分布符合克努森余弦定律。的速度分布很好地拟合麦克斯韦分布,其特征在于由一个温度更接近的薄膜温度比原子束温度。因此,我们得出结论,Rb原子很好地热化与石蜡薄膜通过单一的散射事件。
2018-07-06 physics.atom-ph
Magnetometry with millimeter-scale anti-relaxation-coated alkali-metal vapor cells
在直径为3mm、内壁涂有石蜡的铯金属球形玻璃池中,观察和研究了频率和振幅调制激光的动态非线性磁光旋转信号。已经观察到$γ/(2π)\approx 20 $ Hz和更低的固有塞曼弛豫速率。讨论了毫米级涂层电池在便携式磁强计和二次频率基准中的应用前景。
2005-11-01 physics.atom-ph physics.optics
Non-negligible collisions of alkali atoms with background gas in buffer-gas-free cells coated with paraffin
我们测量了无缓冲气体的抗弛豫涂层电池中碱金属原子与背景气体之间的变速碰撞(VCC)速率。在本工作中制备的石蜡涂覆的铷蒸气室中的平均VCC速率为$1 \times 10^{6}$ s $^{-1}$,其对应于铷原子的平均自由程中的$\sim 1$ mm。这种短的平均自由程表明,在碱金属原子不能在单元壁之间自由移动的意义上,背景气体是不可忽略的。此外,我们发现称为“熟化”的加热过程增加了VCC速率,并且还证实熟化提高了涂层的抗松弛性能。
2016-06-29 physics.atom-ph
Tri-spin dynamics in alkali metal-noble gas NMR gyroscope
本研究针对碱金属-惰性气体NMR陀螺仪,通过数值模拟三自旋动力学,揭示了由三自旋固有多稳态导致的额外共振峰现象,模拟结果与实验吻合,为陀螺仪信号的理解与利用提供了支撑。
2019-01-31 physics.atom-ph
Measurement of the total spin angular momentum <Fz> of alkali-metal atoms
本文利用吸收监测技术测量了室温真空盒中铯原子总自旋角动量<Fz>,发现涂层盒最大<Fz>为2.5,并通过自旋流动模型估算了单次表面碰撞后的自旋弛豫概率。
2025-04-28 physics.atom-ph
Ultracold spin-polarized mixtures of 2Sigma molecules with S-state atoms: Collisional stability and implications for sympathetic cooling
由于强各向异性的原子-分子相互作用导致大的自旋弛豫速率,具有磁性共捕获的碱金属原子的极性分子的交感冷却的前景通常被认为是差的。使用严格的量子散射计算从头算相互作用势的基础上,我们表明,非弹性自旋弛豫在低温碰撞的CaH(2Sigma)分子与Li和Mg原子发生在一个缓慢的速度,尽管强烈的各向异性相互作用。这个意想不到的结果,我们合理化使用多通道量子亏损理论,开辟了可能性的极性2西格玛分子与碱金属和碱土金属原子在磁阱中的交感神经冷却。
2011-06-08 physics.atom-ph
Anomalous noise spectra in a spin-exchange-relaxation-free alkali-metal vapor
本研究对SERF区域的非极化$^{87}$Rb蒸气做自旋噪声谱研究,发现其噪声谱偏离洛伦兹模型,结果与含基态超精细态关联的模型吻合,对量子传感等领域的噪声校准有参考意义。
2024-03-28 physics.atom-ph quant-ph
Stroboscopic back-action evasion in a dense alkali-metal vapor
我们在实验上探索了自旋交换弛豫存在下热钾蒸气中原子自旋的量子非破坏(QND)测量。我们展示了一种新的技术,通过频闪调制的探测光的反作用逃避。利用这种方法,我们研究了自旋大于1/2的原子的自旋噪声与极化的关系,并与一个简单的理论模型取得了很好的一致。我们指出,在自旋弛豫速率随时间变化的快速自旋交换系统中,使用QND测量可以提高原子磁力测量的长期灵敏度。
2010-11-11 physics.atom-ph quant-ph
Spin Relaxation Resonances Due to the Spin-Axis Interaction in Dense Rubidium and Cesium Vapor
稠密碱金属蒸气自旋弛豫的磁去耦曲线中的共振证明,大部分弛豫是由于三重态二聚体中的自旋-轴相互作用。二聚体的自旋轴耦合系数的初步估计是290 MHz的Rb; 2500 MHz的Cs。
2000-09-25 physics.atom-ph
Cold three-body collisions in hydrogen-hydrogen-alkali atomic system
在绝热超球表象下研究了氢-氢-碱三体系统。对于自旋拉伸的情况,当$X$是玻色子碱金属原子之一时,存在单个$X$ H分子态:$^7$ Li,$^{23}$ Na,$^{39}$ K,$^{87}$ Rb和$^{133}$ Cs。结果,{仅\em}重组过程是导致形成$X$ H分子H+H+ $X$ $\rightarrow$ $X$ H+H的过程,并且这样的分子对于振动弛豫是稳定的。我们计算了复合和碰撞诱导解离的碰撞率以及H+ $X$ H碰撞的弹性截面,包括从$J^Π$ = $0^+$到$5^-$的分波贡献.我们还发现当$J^Π$ = $0^+$时,这类系统只有一个三体束缚态,而当角动量较大时,没有束缚态.
2010-12-03 physics.atom-ph
QED radiative corrections and many-body effects in atoms: vacuum polarization and binding energy shifts in alkali metals
本文计算了中性碱金属原子Na到超重元素E119的结合能的真空极化修正。我们采用相对论Hartree-Fock方法来证明电子核弛豫的重要性,并采用相关势方法来研究二阶和高阶微扰理论的影响。这些多体效应对所有轨道都很重要,但对角动量量子数l>0的轨道尤为重要。d波的数量级增强产生的位移,Rb和较重的元素,是大于那些为p波和只有一个数量级小于s波的位移。真空极化的多体增强机制也适用于较大的自能修正。
2016-04-21 physics.atom-ph
Nuclear slowing-down factors in alkali-metal vapors
Institute of Electronic Structure and Laser, Foundation for Research and Technology(电子结构与激光研究所,研究与技术基金会);Department of Physics, Princeton University(普林斯顿大学物理系)
本文通过微扰理论推导出碱金属蒸气中纵向与横向自旋动力学不同的极化相关核减速因子,并给出有限磁场下残余自旋交换弛豫的闭式表达式,细化了SERF regime下的有效Bloch描述,对原子磁力计和共磁力计有直接应用价值。
2026-09-09 physics.atom-ph quant-ph
Generation of atomic spin orientation with a linearly polarised beam in room-temperature alkali-metal vapour
传统上,原子自旋取向是通过将角动量从偏振光转移到原子系统来实现的。我们展示了在室温铯蒸气中取向产生的机制,它结合了三个元素:光泵浦,非线性自旋动力学和自旋交换碰撞。通过自旋交换弛豫速率的变化,给出了取向原子样品与定向原子样品之间的转变。通过监测原子射频光谱进行观察。讨论的测量配置,铺平了道路,以简单和强大的射频原子磁力计是基于一个单一的低功率激光二极管,接近多激光泵浦探测系统的性能。
2020-01-20 physics.atom-ph
Investigation of Anti-Relaxation Coatings for Alkali-Metal Vapor Cells Using Surface Science Techniques
许多基于含有碱金属原子蒸气的电池的技术受益于使用抗弛豫表面涂层以保持原子自旋极化。特别是,石蜡已用于此目的数十年,并已被证明允许原子与其容器壁发生多达10,000次碰撞而不去极化,但其操作细节仍然知之甚少。我们应用现代表面和体技术的研究石蜡涂层,以表征的属性,使有效的保存碱自旋极化。这些方法包括傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热法、原子力显微镜、近边X射线吸收精细结构光谱和X射线光电子能谱学。我们还比较了几种不同的石蜡材料的光诱导原子解吸产率。实验结果包括确定涂层材料的结晶度是不必要的,和检测C=C双键存在于特定类别的有效石蜡涂层内。进一步的研究应导致更强大的石蜡抗松弛涂层的发展,以及设计和合成的新类别的涂层材料。
2010-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.chem-ph
Spin coherence and optical properties of alkali-metal atoms in solid parahydrogen
本文对39 K、85 Rb、87 Rb和133 Cs原子在固体仲氢中的自旋相干性质进行了实验和理论研究。我们利用光抽运制备注入原子的自旋态,利用圆二色性测量注入原子的自旋态。光泵浦信号显示数量级的差异,这取决于矩阵的生长条件和原子种类。我们测量了碱金属原子自旋态的系综横向弛豫时间(T2*)。不同的碱金属物种表现出显著不同的T2* 时间,范围从87 Rb的高mF态的亚微秒相干时间到39 K的~100微秒。这是在高密度(n > 10^16 cm^-3)下电子自旋系统所报道的最长系综T2* 时间。为了解释这些观测结果,我们发展了一个弱相互作用固体基质中^2S原子超精细跃迁非均匀加宽的理论。我们计算的系综横向弛豫时间与实验吻合得很好,并提出了在未来工作中延长相干时间的方法。
2019-10-11 physics.atom-ph quant-ph
Magnetic Resonance Linewidth of Alkali-Metal Vapor in Unresolved Zeeman Resonance Regime
本文针对未分辨塞曼共振区碱金属蒸气磁共振线宽问题,基于主方程建立理论框架,发现光致窄效应的发生条件及量子相干耦合对线宽的显著影响,为优化原子磁力仪性能提供理论工具。
2024-07-23 physics.atom-ph quant-ph
Method for deducing anisotropic spin-exchange rates
使用测量的从碱原子到He-3的自旋转移速率,结合由于He-3和He-4的碱原子的自旋弛豫速率,应该可以区分各向同性和各向异性的自旋交换。这将给出在自旋交换光泵浦中可达到的He-3偏振的基本限制。对于K-He,我们发现极限为0.90+-0.11。
2009-12-04 physics.atom-ph
Effects of spin-exchange collisions on the fluctuation spectra of hot alkali-metal vapors
我们提出了一个第一性原理分析的噪声光谱的碱金属-金属蒸汽和自旋交换弛豫自由(SERF)制度,我们预测非直观的功能,有可能进一步提高SERF介质的灵敏度,必须考虑到它们在量子光学应用中的使用。研究了自旋噪声谱(SNS)的形成过程,导出了噪声谱的解析表达式,以及不同超精细组分之间的关联函数的解析表达式,为自旋动力学研究提供了新的思路.分析结果表明,相对于较简单的模型,自旋噪声谱的各种失真,包括模仿光学散粒噪声的宽谱背景、来自两个基态超精细能级的噪声贡献的干扰、自旋进动频率处的噪声减少以及自旋噪声功率的“隐藏”,这可能在基于噪声的校准中引入系统误差,例如,用于自旋挤压实验
2022-12-22 physics.atom-ph
Suppression of Spin-Exchange Relaxation Using Pulsed Parametric Resonance
我们表明,自旋交换退相的拉莫尔进动在近地尺度的字段被有效地消除了敷料的碱金属原子自旋在AC耦合的2 π脉冲序列,在拉莫尔进动频率重复。自旋交换碰撞的光谱线宽度的贡献减少了脉冲的占空比的一个因素。我们的实验表明,共振横向泵浦磁场高达0.1高斯,目前的实验测量的抑制自旋交换弛豫,并显示增强的磁强计响应相对于光窄标量磁强计。
2013-04-12 physics.atom-ph
Spin-Exchange-Relaxation-Free Magnetometry Using Elliptically-Polarized Light
无自旋交换弛豫的碱金属磁力计通常在高光密度的范围内工作,这对简单有效的光泵浦和检测提出了挑战。我们描述了一个高灵敏度的Rb磁强计使用一个单一的椭圆偏振非共振激光束。光的圆形分量产生相对均匀的自旋偏振,而线性分量用于测量原子产生的旋光度。用振荡磁场调制原子自旋方向会将检测到的信号移到高频。使用光纤耦合的DFB激光器,我们实现了7 fT/ $\sqrt{% \mathrm{Hz}}$与微型$5\times5\times5$毫米Rb蒸气室的磁场灵敏度。
2009-03-13 physics.atom-ph
Microfabricated multi-axis cell for integrated atomic devices
本文提出一种晶圆级制造方法,通过玻璃热回流和激光辅助蚀刻在碱金属蒸气气室中实现三个正交光学通路,并在三轴上实现优于200 fT/sqrt(Hz)的磁灵敏度,适用于高性能原子传感器的大规模集成。
2025-09-26 physics.atom-ph
Inelastic losses in radiofrequency-dressed traps for ultracold atoms
利用精确的势能面上的耦合道散射计算,我们计算了超冷碱金属原子在射频修饰阱中的非弹性碰撞速率。我们确定了射频诱导的损失机制,不存在射频辐射的情况下。这种机制不受出射通道中的离心势垒的抑制,并且可以比被离心抑制的自旋弛豫快得多。我们探讨了单重态和三重态散射长度,超精细分裂和射频场强度的射频诱导损耗率的依赖关系。我们解释的碰撞动力学的绝热模型的结果,并计算相应的非绝热耦合。损失率可以作为单重态和三重态散射长度的函数变化10个数量级。$^{87}$ Rb是一种特殊情况,其中几个因素结合起来减少射频诱导损耗;因此,与自旋弛豫损耗相比,它们是缓慢的。对于大多数其他碱金属对,射频感应损耗预计会快得多,并可能占主导地位。
2017-09-28 physics.atom-ph
QED radiative corrections to electric dipole amplitudes in heavy atoms
利用辐射势方法详细研究了重碱金属原子Rb、Cs、Fr和类碱金属离子Sr+、Ba+和Ra+的电偶极跃迁振幅的量子电动力学辐射修正.通过与严格QED在简单原子势下的计算结果的比较,验证了该方法的有效性。我们研究的核心弛豫,极化的核心E1场,和价核相关QED,这是在某些情况下是重要的影响。我们确定了几个跃迁的量子电动力学的贡献超过原子理论和实验之间的偏差。
2022-12-22 physics.atom-ph
Dual-axis pi-pulse spin-exchange relaxation-free magnetometer
我们提出了一种新的自旋交换弛豫自由矢量磁强计与抑制1/f探针噪声,通过施加一个小的直流偏置场和梳状磁直流$π$脉冲沿泵浦方向。这导致其两个敏感轴中的每一个的同步正交AC响应。新的磁力计特别适合于生物磁力学等应用,其中待测量的信号在低频下携带其功率的主要分量。磁力计在0.01 Hz时达到8.4 fT/sqrt(Hz)(x)和11 fT/sqrt(Hz)(y)的技术本底噪声。共享相同实验装置的单轴DC SERF在相同频率下达到61 fT/sqrt(Hz)。新磁力计在10 Hz时达到1.1 fT/sqrt(Hz)(x)和2.0 fT/sqrt(Hz)(y)的噪声最小值,而DC SERF在25 Hz时为0.7 fT/sqrt(Hz)。
2019-01-05 physics.atom-ph
Dual axis atomic magnetometer and gyroscope enabled by nuclear spin perturbation
提出一种基于核自旋扰动的新共磁力计方案,通过磁脉冲和脉冲光泵浦测量磁噪声以减少串扰,数值和实验证明其双轴信号恢复灵敏度与单轴设备相当,串扰达0.2±0.1μHz/pT。
2025-04-03 physics.app-ph physics.atom-ph physics.ins-det
Spin-exchange collisions in hot vapors create and sustain bipartite entanglement
碱金属或碱金属/惰性气体蒸气中的自旋交换碰撞是量子传感、核子结构研究、基本对称性测试和医学成像的基础。我们在这里表明,在热碱蒸汽自旋交换碰撞自然产生强烈的二分纠缠,我们明确量化使用量子信息科学的工具。研究表明,这种纠缠的寿命至少与自旋交换弛豫时间一样长,并且直接影响可测量的自旋噪声可观测量值。这是一个正式的理论证明,一个热而稠密的原子蒸气可以支持长寿命的二分和可能更高阶的纠缠。
2020-06-12 physics.atom-ph quant-ph
Suppressing the Decoherence of Alkali-Metal Spins at Low Magnetic Fields
实验研究了热铯自旋在低磁场下由碰撞或光吸收导致的退相干,发现磁场可使退相干率降低一个数量级,拓展了磁场作为控制旋钮的应用范围。
2025-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Spin-exchange relaxation free magnetometry with Cs vapor
我们描述了一个Cs原子磁强计工作在自旋交换弛豫自由(SERF)制度。当自旋交换速率为$Γ_{SE}=14000 {\rm s^{-1}}$时,随着$103^\circ\rm{C}$的蒸气室温度,我们实现了对应于$300 {\rm s^{-1}}$的电子自旋弛豫速率的内禀磁共振宽度$ΔB=17 {\rm μG}$。我们还观察到一个有趣的窄化效应,由于扩散。信噪比测量产生大约$400\thinspace{\rm pG/\sqrt{Hz}}$的灵敏度。基于光子散粒噪声,我们预测了$40 {\rm pG/\sqrt{Hz}}$的灵敏度。磁力计的理论优化表明在$1 {\rm cm^3}$体积中应该可以实现$2 {\rm pG/\sqrt{Hz}}$量级的灵敏度。由于Cs具有比其他碱金属更高的饱和蒸汽压,因此使用Cs原子的SERF磁力计在需要较低温度的应用中特别有吸引力。
2007-08-07 physics.atom-ph
Super narrow peaks in excitation spectrum of alkali spin polarization: non-adiabatic case of spin dynamics
本文从理论上研究了碱金属蒸气在强交变磁场和泵浦光下的非绝热自旋动力学,发现自旋极化激发谱中存在无法用共振解释的超窄峰,并通过量子模型揭示了其非绝热动力学机制。
2024-03-20 physics.atom-ph quant-ph
The Development of High-Performance Alkali-Hybrid Polarized $^3\mathrm{He}$ Targets for Electron Scattering
我们提出了高性能极化$^3\mathrm{He}$目标的发展,用于电子散射实验,利用碱混合自旋交换光泵浦技术。我们包括在表征24个单独的靶细胞期间获得的数据,每个靶细胞是在弗吉尼亚州纽波特纽斯的杰斐逊实验室准备四个实验之一时构建的。这里提出的结果证明了极化$^3\mathrm{He}$目标性能的显著改善,以及使这些改善成为可能的目标特性和操作参数。在我们的测量中包括对所谓的$X$的确定-量化温度依赖性和迄今为止知之甚少的自旋弛豫机制的因子,该机制将最大可实现的$^3\mathrm{He}$极化限制在远低于100%。在我们的数据中,这种自旋弛豫机制的存在是显而易见的。我们还提出了从模拟的碱金属的自旋交换光泵的过程中,开发这些目标的设计提供指导的结果。通过包括非共振光泵浦等细节,获得了与实际性能的良好一致性。现在以实验数据为基准,模拟对未来目标的设计是有用的。我们的结果包括在503 K到563 K温度范围内测量$\mathrm{K}$ - $^3\mathrm{He}$自旋交换速率系数$k^\mathrm{K}_\mathrm{se} = \left ( 7.46 \pm 0.62 \right )\!\times\!10^{-20}\ \mathrm{cm^3/s}$。
2015-04-21 hep-ex nucl-ex physics.atom-ph
Cold collisions of heavy $^2Σ$ molecules with alkali-metal atoms in a magnetic field: Ab initio analysis and prospects for sympathetic cooling of SrOH$(^2Σ)$ by Li($^2$S)
我们使用精确的从头算和量子散射计算,探索在磁阱中的超冷Li原子的重分子自由基SrOH($^2Σ$)的交感冷却的前景。采用部分自旋限制耦合团簇方法,采用单重激发、重激发和微扰三重激发,在大的相关一致基组下,从头计算了Li-SrOH三重电子态的二维势能面.高度各向异性PES具有深刻的全球最低的倾斜的锂HOSr的几何形状与$D_e=4932$厘米$^{-1}$和鞍点共线配置。我们的量子散射计算预测低自旋弛豫率在完全自旋极化的Li+SrOH碰撞的弹性与非弹性碰撞率的比值远远超过100在很宽的范围内的磁场(1-1000 G)和碰撞能量(10 $^{-5}-0.1$ ~K),这表明磁阱中的SrOH分子与自旋极化的Li原子的共振冷却的有利前景。我们发现,在Li+SrOH碰撞自旋弛豫发生通过直接机制介导的磁偶极-偶极之间的相互作用的电子自旋的Li和SrOH,和间接(自旋旋转)机制强烈抑制。用绝热俘获理论计算的Li+SrOH单重态PES反应速率系数的上限随温度从0.1 K降低到1 K而从$4\times 10^{-10}$ ~cm $^3$/s降低到极限值$3.5\times 10^{-10}$ cm $^3$ /s。
2017-02-20 physics.atom-ph physics.chem-ph
Optimization of nuclear polarization in an alkali-noble gas comagnetometer
针对碱金属-稀有气体自补偿共磁仪磁场调谐后自旋极化失衡、难以长时间测量的问题,提出补偿场闭环控制新方法,可优化参数实现更高核极化等性能,在稀有气体密度降为1/4时仍保持顶尖灵敏度。
2023-08-23 physics.app-ph physics.atom-ph
Nuclear spin gyroscope based on an atomic co-magnetometer
我们描述了一种基于碱金属-稀有气体共磁强计的核自旋陀螺仪。光学泵浦的碱金属蒸气被用来激发惰性气体原子并检测它们的陀螺旋进。由于磁场以及它们的梯度和瞬态的自旋旋进可以在这种布置中被消除。通过在自旋交换弛豫自由(SERF)制度中使用高密度碱金属蒸气来增强灵敏度。用K-3 He共磁强计,我们证明旋转灵敏度为5 × 10^(-7)rad/sec/Hz^(1/2)。由于21 Ne的磁矩较小,使用21 Ne可以将旋转信号增加10倍,并且对于具有10 cm ^3测量体积的21 Ne陀螺仪,基本旋转灵敏度极限约为2 × 10^(-10)rad/sec/Hz^(1/2)。
2005-05-12 physics.atom-ph physics.ins-det
Effects of Nitrogen Quenching Gas on Spin-Exchange Optical Pumping of He-3
在典型的自旋交换光抽运条件下,考虑了光抽运过程中原子核自旋极化的守恒程度。以前的分析假设,在碱金属原子吸收光子后和与氮分子发生猝灭碰撞之前的短暂时间内,碱金属原子处于激发态,核自旋进动可以忽略不计。我们包括激发态超精细相互作用,电子自旋弛豫与He和N_2,自发发射,淬火碰撞,和辐射捕获的简化处理碰撞。
2010-08-25 physics.atom-ph
Optical pumping of alkali-metal vapor in the quasi-high-pressure regime
Beijing Computational Science Research Center(北京计算科学研究中心)
本文研究了在准高压条件下碱金属蒸气的光学泵浦,提出了一种统一的理论框架,揭示了碰撞展宽与基态超精细分裂相比时光学泵浦特性变化,为原子磁力计在实际缓冲气体压力下的应用提供指导。
2026-09-10 physics.atom-ph quant-ph
A long-lived spin-orbit-coupled degenerate dipolar Fermi gas
我们描述了使用磁性最强的费米子元素镝来创造长寿命的量子简并原子自旋轨道耦合气体。自旋轨道耦合产生于一个合成的规范场,该规范场是由一个原子自旋的光耦合分量组成的简并缀饰态的绝热跟随所产生的。由于镝的大电子轨道角动量和大磁矩,气体的寿命不像碱金属原子气体那样受到来自光-物质耦合的自发发射的限制,而是受到自旋的偶极弛豫的限制。由于费米统计,这种弛豫在大磁场下被抑制。我们观察到的寿命高达400毫秒,这超过了自旋轨道耦合的费米子碱金属原子的10-100倍,并接近从理论模型中获得的值。弹性偶极相互作用也被观察到影响拉比演化的自旋,揭示了相互作用的费米子系统。这种弱相互作用的自旋轨道耦合简并费米气体的长寿命将促进在更长的时间尺度上表现出的量子多体现象的研究,具有令人兴奋的意义探索奇异的拓扑量子液体。
2016-08-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Spin-Exchange Pumped NMR Gyros
本文介绍了自旋交换泵核磁共振陀螺的基本理论。我们回顾了自旋交换碰撞和弛豫的基本物理,因为它们涉及到精密NMR。我们提出了一个简单的操作模型作为一个NMR振荡器,并使用它来分析的动态响应和噪声特性的振荡器。我们讨论的主要系统误差(差分碱场,四极位移,偏移漂移),限制了偏置稳定性,并讨论方法,以尽量减少它们。我们简要概述了诺斯罗普·格鲁曼公司制造的核磁共振陀螺仪的实际实施和性能,并对未来前景发表了一些评论。
2016-04-13 physics.atom-ph
Magnetic-field-independent spin-exchange relaxation-free magnetometer
本文发现核自旋I=1/2的原子在高磁场下仍可工作于SERF状态,利用双物种气体间的碰撞提升磁灵敏度,并预计钾与原子氢磁力计在地磁场下的基本灵敏度约为10 aT·sqrt(cm^3/Hz)。
2025-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Theory of Sub-Doppler Spectroscopy of Alkali Metal Vapors in the Field of Counterpropagating Bichromatic Laser Beams: Probe Beam Regime
Institute of Laser Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院西伯利亚分院激光物理研究所)
本文针对微型气室中碱金属原子的亚多普勒共振,采用密度矩阵与不可约张量算子代数构建理论,获得泵浦-探测 regime下探测光束吸收系数的解析表达式,预测反向传播光束圆偏振相反时共振振幅更大。
2026-10-14 physics.atom-ph physics.optics
Ultrasensitive atomic comagnetometer with enhanced nuclear spin coherence
在自旋系统中实现高能量分辨率对于基础物理研究和精确测量非常重要,碱金属惰性气体comagnetometers是最好的传感器之一。我们发现了一种新的弛豫机制,在这样的设备,费米接触相互作用场的梯度,主导超极化核自旋的弛豫。我们报告的精确控制自旋分布,证明了十倍的增加,最佳的混合光泵浦的核自旋超极化和横向相干时间。在自补偿机制下工作,我们的$^{21}$ Ne-Rb-K伴磁计在0.2 ~ 1.0 Hz的频率范围内实现了$3\times10^{-8}$ \,rad/s/Hz $^{1/2}$的惯性旋转灵敏度,相当于$3.1\times 10^{-23}$ \,eV/Hz $^{1/2}$的能量分辨率。我们建议使用这个comagnetometer搜索涉及质子和中子自旋的奇异自旋相关的相互作用。预计的灵敏度超过了以前的实验和天体物理极限的四个数量级以上。
2022-10-17 physics.atom-ph quant-ph