Universal gates for a metastable qubit in strontium-88
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学物理学院）
本文展示了用于锶-88亚稳态细结构量子比特的通用门集，实现了高保真度的单量子比特和双量子比特门操作，并通过新型状态分辨检测方案实现了量子比特损失的高保真度检测。
2025-06-13 physics.atom-ph quant-ph
Analyzing a single-laser repumping scheme for efficient loading of a strontium magneto-optical trap
我们证明了利用从亚稳态到双激发态$5\mathrm{s}5\mathrm{p}\,^3\mathrm{P}_2 \rightarrow 5\mathrm{p}^2\,^3\mathrm{P}_2$在$481~\mathrm{nm}$的再泵浦方案，锶原子进入磁光阱的增强加载。被俘获的原子数量增加了一个数量级。的原子数增强的频率和强度的依赖关系，相对于非再泵浦的情况下，很好地再现了一个简单的速率方程模型，它也描述了单激光再泵浦计划以前报道。再泵浦方案受到进入长寿命$5\mathrm{s}5\mathrm{p}\,^3\mathrm{P}_0$态的弱附加损耗通道的限制。对于低的再抽运强度，磁囚禁原子在亚稳态形成的晕的签名被发现。
2019-02-22 physics.atom-ph
Fine-Structure Qubit Encoded in Metastable Strontium Trapped in an Optical Lattice
本研究实现了中性锶原子中编码于亚稳态$^3\textrm{P}_2$和$^3\textrm{P}_0$态的精细结构量子比特的相干操控，测得60+相干周期的拉比振荡、微秒级单比特旋转和数十毫秒相干时间，为双电子原子基量子计算与模拟铺路。
2024-01-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Tensorial analysis of the long-range interaction between metastable alkaline-earth atoms
处于最低三重态P_2的碱土金属原子寿命非常长，可以被磁性捕获。非球形的原子结构导致亚稳态碱土金属原子间的长程作用各向异性。各向异性影响双原子系统的转动运动，耦合不同转动量子数的态。我们开发了一个张量分解的最重要的长程相互作用运营商，和一个系统的包含分子旋转，在外部磁场的存在下。的后果说明应用亚稳态锶。证明了分子转动态之间的耦合可以诱导长程分子势阱的形成。它的性质随磁场强度而变化，因此可以调节这种状态下的散射长度。亚稳态锶的散射长度在339高斯的场处显示共振。
2003-02-18 physics.atom-ph
High-Power, Fiber-Laser-Based Source for Magic-Wavelength Trapping in Neutral-Atom Optical Clocks
我们提出了一个连续波，810 nm的瓦级功率激光器。我们的系统是基于差频产生的532 nm和1550 nm的光纤激光器，在一个单一的通过周期性极化的锂离子电池（PPLN）。我们测量了与超冷原子的非共振偶极俘获相一致的宽带光谱噪声和剩余强度噪声。考虑到光纤放大器的大带宽，输出可以针对一系列波长进行优化，包括813 nm的锶时钟魔术波长。此外，随着对更合适的非线性晶体的探索，我们相信有一种方法可以将这种原理验证设计扩展到许多瓦的功率，并且这种方法可以提供一种强大的，可安装在机架上的捕获激光器，用于未来的锶基光学时钟。
2021-05-23 physics.atom-ph
Miniaturized vacuum package for magneto-optical trapping of strontium
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.（德国航空航天中心）；VACOM Vakuum Komponenten & Messtechnik GmbH（VACOM真空组件与测量技术有限公司）；LPKF Laser & Electronics SE（LPKF激光与电子股份公司）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本研究提出一种体积仅750毫升的小型化真空封装，集成芯片低功率原子炉、平面光栅MOT芯片和小型化真空泵，以低于1瓦加热功率捕获多达10^5个锶原子，推动量子传感器的小型化。
2026-09-10 physics.atom-ph
Efficient magneto-optical trapping of a metastable helium gas
本文提出了一个针对亚稳态氦原子BEC的新实验。它描述了一个高通量的原子放电源的设计和一个强大的激光系统，使用DBR二极管耦合高功率掺Yb光纤放大器操纵亚稳态原子束。原子被困在一个极高真空的小石英盒中。捕获设计使用额外的激光器（再泵浦），并允许捕获大量的亚稳态氦原子（约$10^9$）的几何形状有利于加载一个紧密的静磁阱。
2001-03-20 physics.atom-ph
On the feasibility of cooling and trapping metastable alkaline-earth atoms
研究了Mg、Ca和Sr在最低能量亚稳$^3P_2$态的亚稳性和长程相互作用。计算的寿命为38分钟的Mg*，118分钟的Ca*，和17分钟的Sr*，支持冷却和捕获实验的可行性。计算了不同分子对称性下亚稳原子间的四极-四极长程相互作用。Hund的情况（c）4_g势具有大的100-1000 K势垒。因此，磁陷阱损失可能会减少使用冷亚稳原子在拉伸M=2状态。计算是在从头算相对论组态相互作用方法和无规相近似的框架下进行的。
2001-05-10 physics.atom-ph
Watt-level blue light for precision spectroscopy, laser cooling and trapping of strontium and cadmium atoms
高功率和窄线宽激光是原子物理学的重要工具，例如用于激光冷却和捕获以及精密光谱学。在这里，我们产生瓦级激光辐射在457.49 nm和460.86 nm的镉和锶原子的冷却跃迁的各自的相关性。这是通过kHz线宽垂直外腔面发射激光器（VECSEL）的倍频实现的，该激光器基于新颖的增益芯片设计，能够在915-928 nm区域中以> 2 W发射激光。在额外的倍增阶段之后，在原子束上进行228.89 nm处的$^1S_0\to{}^1P_1$镉跃迁的光谱学，在深紫外中在超过4 GHz的单个连续扫描中观察到来自所有八种天然同位素的所有跃迁。确定了Cd-114跃迁频率的绝对值以及相对于该跃迁的同位素位移，其中一些位移的值是首次提供的
2021-04-24 physics.atom-ph physics.optics
Compact structures for single-beam magneto-optical trapping of ytterbium
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.（德国航空航天中心）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Physikalisch-Technische Bundesanstalt（德国联邦物理技术研究院）
本文提出两种紧凑消色差反射镜结构，实现镱原子单光束磁光阱，并在准平面结构中首次实现费米子碱土类同位素的两级冷却与囚禁。
2024-03-12 physics.atom-ph
An ultraviolet laser system for laser cooling and trapping of metastable magnesium
我们报告了一个可靠的激光系统冷却镁原子在亚稳3P歧管。将3P耦合到3D流形的三个相关跃迁在383 nm附近，并且相隔几百GHz。激光系统由三个766 nm的二极管激光器组成。所有的激光器频率稳定到一个单一的预稳定转移腔。所应用的频率控制方案大大降低了操作三个激光器结合谐振倍频级的复杂性，并提供了复杂的原子物理学实验所需的高可靠性。
2012-05-29 physics.atom-ph
Electrodynamic trapping of spinless neutral atoms with an atom chip
研究了中性原子的三维电动势囚禁。通过在微米级电极上施加时变非均匀电场，对处于$^1S_0$态的近100个$10^2$锶原子进行了捕获，捕获寿命为80 ms。为了设计电极，我们对电场进行了数值分析，并模拟了原子在阱中的运动轨迹，结果与实验结果吻合较好。
2006-03-20 physics.atom-ph
Trapping of 85Rb atoms by optical pumping between metastable hyperfine states
我们描述了一种基于在无磁场的情况下，部分位移激光束在亚稳超精细态之间的差分光泵浦的原子捕获机制。在实际的激光功率下，陷阱的弹性常数应该匹配或超过磁光陷阱的典型值，并且应该可以实现高度灵活的定制陷阱形状。在一个原理验证实验中，我们结合了1D实现与磁光捕获在正交方向，捕获~10000 85 Rb原子。这是一个作者创建的，uncopyedited版本的一篇文章发表在J。摩尔Opt. Phys. IOP Publishing Ltd不对该版本手稿或任何衍生版本中的任何错误或遗漏负责。记录版本可在http://iopscience.iop.org/0953-4075/46/21/215003/article在线获得。
2013-11-04 physics.atom-ph
Narrow-line-mediated Sisyphus cooling in the $^{3}\mathrm{P}_{2}$ metastable state of strontium
本文演示了锶$^{3}\mathrm{P}_{2}$态中窄线宽介导的Sisyphus冷却，结合多普勒冷却实现高效冷却，并通过光泵浦实现连续输出，原子数提升两倍，适用于下一代量子传感器。
2025-06-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A simple 2 W continuous-wave laser system for trapping ultracold metastable helium atoms at the 319.8 nm magic wavelength
在超冷的光阱氦中，$2 \ ^3 S \rightarrow 2 \ ^1 S$跃迁的高精度光谱是可能的，但精度受到由光偶极阱引起的ac斯塔克位移的限制。为了克服这个问题，我们已经建立了一个捕获激光系统在预测的魔术波长为319.8 nm。我们的系统基于使用市售组件的频率转换，并在此波长下产生超过2 W的功率。有了这个系统，我们显示捕获超冷原子，热（$\sim0.2 \ \mathrm{μK}$）和玻色-爱因斯坦凝聚体，陷阱寿命为几秒钟，主要是由非共振散射的限制。
2018-04-18 physics.atom-ph
Properties of metastable alkaline-earth-metal atoms calculated using an accurate effective core potential
碱土金属原子镁、钙和锶的前三个电子激发态构成了（nsnp）三重态P^o_J（J= 0，1，2）精细结构流形。这三种状态都是亚稳态，对光学原子钟和冷碰撞物理学都很有意义。一个有效的技术-基于物理激励的潜力，模型的存在下的离子核心-是用来解决薛定谔方程的两个电子价壳。以这种方式，辐射寿命，激光诱导的时钟偏移，和长程相互作用参数计算亚稳态镁，钙，锶。
2003-12-04 physics.atom-ph
All-optical production and trapping of metastable noble gas atoms down to the single atom regime
稀有气体原子同位素比的测定在物理学、核军备控制和地球科学等领域有着广泛的应用。对于若干应用，特定惰性气体同位素（例如Kr和Ar）的浓度如此低，以致于对于浓度的精确测定而言，单原子检测是高度期望的。作为在这个方向上的重要一步，我们演示了操作的氪原子陷阱痕量分析（ATTA）设置的基础上的磁光阱（MOT）的亚稳态氪原子激发的全光手段。与制备亚稳态惰性气体原子的其他最先进技术相比，全光学生产能够克服最小探针体积的限制，并避免样品的交叉污染。此外，它还允许紧凑和可靠的设置。我们通过采用最丰富的同位素Kr-84来确定我们的实验设置的最佳参数，并在3D MOT内演示单原子检测。
2014-08-08 physics.atom-ph
Trapping cold ground state argon atoms for sympathetic cooling of molecules
我们将冷的基态氩原子囚禁在一个由堆积腔产生的深光学偶极阱中。这些原子是分子共振冷却的一般来源，通过从激光冷却的亚稳氩原子云中淬灭它们而被装入陷阱。虽然基态原子不能直接探测，我们发现他们通过观察碰撞损失的共囚禁亚稳态氩原子使用一种新型的参数损失谱。使用这种技术，我们还确定了基态和亚稳态4s[3/2] $_2$之间的极化率比为40 $\pm6$，并发现亚稳态的极化率为（7.3 $\pm$ 1.1）$\times$ 10 $^{-39}$ Cm $^2/$ V。最后，在没有光辅助碰撞的情况下，亚稳原子的Penning和缔合损失被确定为$(3.3\pm 0.8) \times 10^{-10}$ cm $^3$ s $^{-1}$。
2014-06-10 physics.atom-ph
Laser-induced thermal source for cold atoms
我们展示了一个简单而紧凑的方法，激光冷却和陷阱原子的基础上激光诱导热烧蚀（LITA）的纯固体颗粒。颗粒的快速热化导致冷气体的长捕集寿命所需的超高真空条件的快速恢复。我们给出了一个概念验证的技术，进行磁光阱上的461 nm $^1S_0\rightarrow^1P_1$过渡锶。我们得到了多达350万个冷锶-88原子，捕获寿命超过4秒。寿命受无锶残余背景蒸气压力的限制。我们还实现了一个原始配置的永磁体，以创建四重磁场的磁光阱。LITA技术可以推广到其他原子元素，如过渡金属和镧系元素原子，并显示出在量子技术中的应用潜力，从量子计算到精确测量，如户外惯性传感。
2022-01-18 physics.atom-ph
Magneto-optical trapping of optically pumped metastable europium
我们演示了激光冷却和磁光捕获的铕。原子被光学泵浦到亚稳态，然后通过传统的塞曼减慢和磁光捕获技术使用$J=13/2\leftrightarrow J=15/2$准循环跃迁从原子束源加载。被捕获的人口包含$1\times 10^7$原子，和两体损失率估计为$1\times10^{-10}\,\mathrm{cm^3/s}$从非指数损失的原子在高密度。我们还观察到从准循环跃迁到$J=9/2$和$11/2$的两个亚稳态的泄漏，这足以将激光冷却的原子抽回到$J=7/2$基态。
2018-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Three dimensional cooling and trapping with a narrow line
在磁光阱（MOT）中，利用689nm处的Sr相互组合谱线，成功地实现了激光冷却，达到了多普勒冷却光子反冲极限。在本文中，我们提出了一个系统的研究，这样的MOT的加载效率。将实验结果与一个简单的模型进行比较，使我们能够讨论我们的设备的实际限制。我们还详细研究了最终MOT制度强调重力的作用的位置，大小和温度沿垂直和水平方向。在大的激光失谐，人们发现一个不寻常的情况下，冷却和捕获发生在一个高偏置磁场的存在。
2007-08-10 physics.atom-ph
Optical atomic clocks on all-optical atom chips
National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）
本文研究基于全光原子芯片的锶原子光钟，利用魔术波长减小频移，可通过交流斯塔克位移补偿频移，仅用蓝失量倏逝光场即可运行，短期稳定度约10⁻¹⁶/秒，准确度约5×10⁻¹⁵。
2026-10-12 physics.atom-ph
Electrostatic trapping of metastable NH molecules
我们报道了$^{14}$ NH（$a ^1Δ$）自由基的斯塔克减速和静电捕获。在阱中，分子在自旋禁戒$A ^3Π\leftarrow a ^1Δ$跃迁时被激发，并通过其随后到$X ^3Σ^-$基态的荧光被检测到。1/e俘获时间为1.4 $\pm$ 0.1 s，由此推导出$a ^1Δ, v=0,J=2$态辐射寿命的下限为2.7 s。测量了捕获场中分子的光谱分布，以探测它们的空间分布。亚稳态NH的静电捕获，随后被捕获的分子的电子基态的光泵是这些自由基在磁阱中积累的重要步骤。
2008-01-07 physics.atom-ph physics.chem-ph
Rydberg Spectroscopy in an Optical Lattice: Blackbody Thermometry for Atomic Clocks
我们表明，里德堡态的光谱可以提供准确的{ \em原位}测温在室温下。主量子数为25至30的从亚稳态到里德堡态的跃迁对黑体辐射的分数频率灵敏度比锶钟跃迁大200倍。我们证明，魔术波长晶格存在的亚稳态和里德伯态之间的锶和镱的过渡。用$10^{-16}$精确度测量里德堡跃迁的频率提供了$10 \, \mathrm{mK}$分辨率，并产生了$10^{-18}$的时钟跃迁的黑体不确定性。
2011-07-15 physics.atom-ph quant-ph
Dual-Mode Operation of an Optical Lattice Clock Using Strontium and Ytterbium Atoms
我们已经开发了一种光晶格时钟，它可以工作在两种模式：锶（Sr）时钟模式和镱（Yb）时钟模式。Sr-Yb光晶格时钟的双模操作是通过在时钟的真空室内交替冷却和捕获$^{87}$ Sr和$^{171}$ Yb原子来实现的。Sr和Yb原子的光晶格分别以水平和垂直配置排列，导致被捕获的Sr和Yb原子之间的小距离为100 $μ$ m。依次询问俘获原子中的$^{1}$ S $_{0}$ - $^{3}$ P $_{0}$时钟跃迁，并将时钟激光器稳定到跃迁。我们利用Sr-Yb光晶格时钟的双模工作原理，实现了Sr和Yb时钟跃迁频率比的测量。由于Sr和Yb原子共享相同的黑体辐射，双模操作可以降低频率比测量中黑体辐射漂移的不确定性。
2018-06-06 physics.atom-ph
Realization of a fast triple-magic all-optical qutrit in strontium-88
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität（路德维希-马克西米利安大学物理学院）
该研究在锶-88中实现了双钟跃迁的同步魔法陷阱，通过双光子和三光子耦合实现高保真度的全光量子三重态操控，并发现魔角调制陷阱下的原子间相干时间可达715(30)毫秒。
2025-08-20 physics.atom-ph quant-ph
Optical repumping of triplet $P$-states enhances magneto-optical trapping of ytterbium atoms
从激发态$^1P_1$到亚稳态$^3P_2$和$^3P_0$态的辐射衰减预期会限制镱（Yb）原子的磁光阱中可获得的捕获原子布居。在实验中，我们已经进行了与光再泵浦的$^3P_{0,2}$状态的$^3P_1$，我们观察到增强的囚禁原子产率在激发态$^1P_1$。测量了各个亚稳态的衰变率，结果与理论值吻合得很好。
2011-11-27 physics.atom-ph
State-Insensitive Trapping of Alkaline-Earth Atoms in a Nanofiber-Based Optical Dipole Trap
本文利用纳米拉锥光纤倏逝场和双魔波长方案，为锶-88实现约3 μK低阱深的态不敏感光学偶极阱，并经近表面高分辨率光谱验证435.827(25) nm附近的魔波长。
2023-10-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Sub-Doppler cooling of bosonic strontium in a two-color MOT
Physikalisches Institut, Eberhard Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学物理研究所）
研究通过双色磁光囚禁实现玻色子锶的亚多普勒冷却，观察到双模动量分布，冷部分温度达105μK，并通过模拟解释数据，测量过渡频率提升文献值。
2025-07-23 physics.atom-ph
Magneto-optical trapping of a heavy polyatomic molecule for precision measurement
本文报道了包含2000个SrOH分子的磁光阱，温度1.2 mK，寿命91 ms，为未来亚多普勒冷却和光阱及超越标准模型物理搜索奠定基础。
2024-09-08 physics.atom-ph
Improved magneto-optical trapping of a diatomic molecule
我们目前的实验结果从一个新的计划磁光捕获一氟化锶（SrF）分子，它提供了增加的限制相比，我们原来的工作。改进的磁光阱采用了M。Tarbutt，\emph{arXiv preprint} 1409.0244，它首次提供了对磁光阱（MOT）中回复力来源的洞察，其中循环跃迁包括暗塞曼子能级（称为II型MOT）。我们测量的径向弹簧常数$20\times$大于我们原来的工作与SrF，相当于原子II型MOT中报道的弹性常数。我们实现了一个陷阱寿命$τ_{\rm{MOT}}=136(2)$ ~ms，超过$2\times$长于原来报道的SrF。最后，我们证明了进一步冷却的捕获分子，简单地增加捕获激光器的失谐。我们的捕获方案仍然是原子技术的直接延伸，并标志着通过激光冷却直接生产大，致密，超冷分子气体的一步。
2014-12-28 physics.atom-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
Hyperfine quenching of the metastable $^3P_{0,2}$ states in divalent atoms
计算了Mg、Ca、Sr和Yb原子的最低能量亚稳$^3P_0$和$^3P_2$态的超精细猝灭速率。使用从头算相对论多体方法进行计算。计算的寿命可能是有用的设计新的超精密光学时钟和捕获实验与$3P_2$费米子同位素。得到的$^3P_0 -> ^1S_0$时钟跃迁的自然宽度对于$^{25}$ Mg为0.44 mHz，对于$^{43}$ Ca为2.2 mHz，对于$^{87}$ Sr为7.6 mHz，对于$^{171}$ Yb为43.5 mHz，对于$^{173}$ Yb为38.5 mHz。与玻色子同位素相比，费米子同位素中的$3P_2$态的寿命由于超精细猝灭而显著缩短，但仍然足够长以用于捕获实验。
2003-12-02 physics.atom-ph
Magnetic Trapping of Metastable Calcium Atoms
亚稳态钙原子，在单重态系统内操作的磁光阱（MOT）中产生，连续加载到由MOT的磁四极场形成的磁阱中。在3 mK的MOT温度和240 ms的加载时间下，我们观察到了1.1 x 10^8个磁俘获的3 P2原子，密度为2.4 x 10^8 cm^-3，温度为0.61 mK。在一个修改后的方案中，我们首先在0.18 mK的温度下为亚稳原子加载MOT，随后将这些原子释放到磁阱中。在这种情况下，240 ms的加载产生了2.4 x 10^8个被俘获的3 P2原子，其峰值密度为8.7 x 10^10 cm^-3，温度为0.13 mK。在磁阱中观察到的温度降低，这两种加载方案只能部分地解释由陷阱尺寸效应。
2003-01-27 physics.atom-ph physics.gen-ph
Significance of M2 and E3 transitions for $4p^54d^{N+1}$ and $4p^64d^{N-1}4f$ configuration metastable level lifetimes
在准相对论Hartree-Fock近似下，计算了$4p^54d^{N+1}$和$4p^64d^{N-1}4f$组态的磁四极和电八极跃迁以及磁偶极、电偶极和电四极辐射跃迁.从$Z=50$到$Z=92$的几个等电子序列研究了它们在确定亚稳能级辐射寿命中的意义。对类锶离子、类锆离子、类铼离子和类铑离子进行了较全面的研究。其余的等电子序列与地面配置$4d^{N}$（$N=1,3,5,7,8,10$）也进行了审查，虽然在较低的细节。研究了测定的总辐射寿命的系统趋势。从这些等电子序列的离子的亚稳能级的磁四极和电八极跃迁的重要性进行了研究和讨论。包含这样的过渡更高的多极秩序可以改变理论辐射寿命值的一些水平超过十倍。这些情况不可能事先确定，除非“进行详细的计算”。
2015-04-07 physics.atom-ph
Shelving spectroscopy of the strontium intercombination line
我们提出了一个光谱方案的7千赫宽689 nm的相互组合线的锶。我们依赖于搁置检测，其中电子首先被光谱激光激发到亚稳态，然后使用461 nm处的宽跃迁探测它们的状态。如在钙束时钟的类似设置中，与窄线的直接饱和荧光或吸收光谱相比，这显著地增强了信号强度。我们实现搁置光谱在定向原子束和各向同性原子速度的热蒸汽细胞。我们测量的分数频率不稳定性$\sim 2 \times 10^{-12}$在1秒的技术噪声限制-约一个数量级以上的散粒噪声限制我们的实验参数。我们的工作说明了一个方案，可以很容易地实现在大多数现有的锶实验的参考细胞或烤箱的鲁棒性和灵活性，并可能会发现低复杂度的时钟的应用程序。
2020-03-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Sub-millikelvin dipolar molecules in a radio-frequency magneto-optical trap
我们证明了一个计划的磁光捕获一氟化锶（SrF）分子的温度低一个数量级和相空间密度的三个数量级高于以前获得的激光冷却的分子。在我们的陷阱中，光学暗态是不稳定的快速和同步逆转的捕获激光偏振和施加的磁场梯度。分子的数量和陷阱的寿命也显着改善，从以前的工作，通过加载高激光功率的陷阱，然后降低长期捕获的功率。通过该过程，可实现低至400 $μ$ K的温度。
2015-11-03 physics.atom-ph
A single strontium Rydberg ion confined in a Paul trap
囚禁里德堡离子是一种很有前途的量子信息处理新体系。它们有潜力加入被囚禁离子的精确量子操作和里德伯原子之间的强长程相互作用。从技术上讲，离子阱需要在激发离子进入里德伯态时保持活跃，否则强烈的库仑排斥会迅速将离子推开。因此，深入了解里德堡离子的陷阱效应对未来的应用是必不可少的。在这里，我们报告两个基本的陷阱效应的观察。首先，我们研究了里德伯电子与四极俘获场的相互作用。这种效应导致了里德伯D态光谱中的Floquet边带，而里德伯S态由于其对称性而不受影响。第二，我们报告的修改后的捕获势在里德伯态相比，基态，这是由于里德伯离子的强极化率。我们观察到所产生的能量转移作为线加宽，这可以通过在与激发激光正交的方向上将离子冷却到运动基态来抑制。
2016-11-07 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Ultracold atomic collisions in tight harmonic traps: Perturbation theory, ionization losses and application to metastable helium atoms
紧密限制的原子之间的碰撞会导致电离，从而导致原子从陷阱中丢失。我们发展了一个球对称系统的张量微扰的二阶微扰理论，然后将该理论应用于自旋偶极相互作用介导的过程。再分配和损失机制的情况下，自旋极化亚稳氦原子和五个最低的S态的陷阱和捕获频率范围从1 kHz到10 MHz的结果进行了研究。
2004-08-29 physics.atom-ph
Reservoir spectroscopy of 5s5p $^3$P$_2$ - 5s$n$d $^3$D$_{1,2,3}$ transitions in strontium
我们对原子锶的所有稳定同位素的光学偶极跃迁5s 5 p $^3$ P $_2$ - 5s $n$ d $^3$ D $_{1,2,3}$，$n \in (5,6)$进行光谱学研究。我们开发了一种新的光谱方案，在该方案中，原子在亚稳态$^3$ P $_2$状态被存储在一个水库被探测之前。这里提出的方法增加了两个数量级的精度和准确度相比，在磁光阱或放电进行类似的实验。我们展示了如何在水库中的原子的状态分布和速度传播可以定制，以提高光谱性能。绝对跃迁频率的测量精度为2 MHz。给出的同位素位移在200 kHz以内。我们计算的超精细结构的费米子同位素在兆赫水平的$A$和$Q$参数。此外，我们调查的$^3$ D $_{J}$状态的$^3$ P $_{J}$状态的分支比，并讨论直接影响的光泵浦和荧光检测方案。
2014-06-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
An ultracold, optically trapped mixture of {87}Rb and metastable {4}He atoms
我们报道了在光偶极阱中实现超冷（<25 μ K）的铷（{87}Rb）和亚稳三重态氦（{4}He）混合物。我们的方案包括激光冷却的双物种磁光阱，同时MW和RF诱导的强制蒸发冷却的四极磁阱，并转移到一个单光束的光偶极阱。我们观察到长的捕获寿命的双重自旋拉伸的自旋态混合物和测量更短的寿命为其他自旋态组合。我们讨论了实现碱金属和亚稳态氦原子的量子简并混合物的前景。
2016-11-04 physics.atom-ph
Optical Trapping of SrOH Molecules for Dark Matter and T-violation Searches
本文实现含 1400(300) 个 SrOH 分子的光学偶极阱，并通过光泵浦制备 eEDM 与超轻暗物质搜索所需振动态，寿命测量验证了该实验平台的可行性。
2025-09-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Optically enhanced discharge excitation and trapping of $^{39}Ar$
我们报告的两倍增加的$^{39}Ar$加载率在原子阱中，通过提高产生的亚稳态原子的放电源。亚稳态$1s_5$能级（Paschen符号）中的额外原子通过光学泵浦801 nm处的$1s_4$ - $2p_6$跃迁和923 nm处的$1s_2$ - $2p_6$跃迁获得。通过求解相应六能级系统的主方程，我们确定这两个跃迁是最合适的跃迁，并且当同时泵送两个跃迁时，会遇到$1s_2$和$1s_4$之间的转移过程。我们计算了先前未知的频率偏移的两个过渡$^{39}Ar$和确认的结果与陷阱加载测量。装载率的增加使得$^{39}Ar$测年所需的样本量、不确定性和测量时间相应减少，这对于海水和高山冰芯测年等应用是一个重大改进。
2022-06-24 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
Error-budgeting for a controlled-phase gate with strontium-88 Rydberg atoms
我们研究了一种高保真度相位控制门在Rydberg量子计算机中的实现。该协议基于关于两个量子位的对称门，如Levine等人[Phys. Rev. Lett. 123，170503（2019）]，但允许具有时间依赖性失谐的任意脉冲形状。通过优化脉冲形状，我们引入了激光脉冲，将里德堡态的时间缩短了10%，并减少了对栅极失真的主要贡献，即，里德堡态的衰变值得注意的是，这种减少可以实现为在失谐和拉比频率的平滑开启的平滑脉冲，如在任何实验实现中所需要的。我们仔细分析了基本的误差源，如光子反冲，微观相互作用势，以及原子的谐波捕获的实验现实的设置的基础上锶-88原子的影响。我们发现，平均门保真度超过99.9%是可能的实验参数的一个非常保守的估计。
2022-05-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
High-brightness ultra-cold metastable neon-beam
本文详细介绍了我们用于原子干涉测量的超冷亮亚稳氖原子束的特性。该装置的基础是从磁光阱（MOT）释放的原子束，该磁光阱与高强度的捕获激光、高磁四极场和大的激光解调一起操作。由于三维磁场和激光束的复杂结构，在适当的工作条件下，在四极磁场中心附近会形成一个明亮的小原子斑点。我们得到了最小陷阱直径为50微米，原子密度接近10^{13}cm^{-3}，原子温度略低于多普勒极限温度200微K。通过释放被囚禁的原子，我们获得了一束明亮的冷原子束，它离碰撞极限原子密度不远。
2015-05-07 physics.atom-ph
Multichannel cold collisions between metastable Sr atoms
本文采用多道散射方法计算了在外加磁场作用下，两个低场取向的亚稳^{88}Sr [（5s 5 p）^3P_2]原子之间的弹性和非弹性冷碰撞.散射物理学由强各向异性长程相互作用支配，这导致相对运动的分波之间的显著耦合。结果表明，非绝热转变会引发高速率的非弹性损失。在相对较高的能量下，T > 100 mkK，总的非弹性碰撞速率与弹性速率相当。然而，在较低的碰撞能量下，弹性速率减小，并且在T ~ 1 mkK时，弹性速率变得显著小于非弹性速率。我们的研究表明，在低场寻找态中，^{88}Sr [（5s 5 p）^3P_2]原子和^{40}Ca [（4s 4p）^3P_2]原子的磁俘获和蒸发冷却将很难在实验上实现。
2003-02-26 physics.atom-ph
Optical Excitation and Trapping of $^{81}$Kr
我们实现了同位素丰度为0.9ppt的放射性同位素$^{81}$ Kr的光激发、捕获和检测。产生亚稳态原子所需的124 nm光由共振放电灯产生。模拟并优化了通过灯内光学厚氪气的光子传输，以增强亮度和共振。我们实现了1800原子/小时的最先进的$^{81}$ Kr加载速率，可以通过添加更多的灯来进一步放大。全光学方法克服了放射性氪定年的精度和样本量的限制，使地球科学中的新应用成为可能，特别是对极地冰芯的定年。
2021-07-08 physics.atom-ph
Magic Wavelengths for Terahertz Clock Transitions
在考虑$^{3}P_{0}, ^{3}P_{1}, ^{3}P_{2}$亚稳三重态之间的太赫兹时钟跃迁的情况下，研究了碱土金属Sr、Ca和Mg原子玻色子同位素的激光俘获魔波长.计算结果表明，囚禁激光的魔波长是存在的。这一结果很重要，因为这些亚稳态已经被用于实现太赫兹频域中的精确时钟。本文对太赫兹时钟跃迁的魔波长进行了详细的讨论。
2010-01-31 physics.atom-ph physics.optics
A Mid-Infrared Platform Based on Strontium Tweezer Arrays
Columbia University（哥伦比亚大学）；University of Delaware（特拉华大学）
利用光镊阵列中的88Sr原子实现中红外跃迁（2923 nm），通过识别魔幻波长和单原子操控，为研究集体发射现象和偶极多体物理提供平台。
2026-06-01 cond-mat.quant-gas physics.app-ph physics.atom-ph
Magneto-optical trap for metastable helium at 389 nm
利用389 nm处的23 S1-> 33 P2谱线作为亚稳态三重态氦原子的捕获和冷却跃迁，建立了一个磁光阱.远红失谐MOT（失谐量Δ = -41 MHz）通常包含几个10^7倍的原子，密度相对较高（约10^9 cm^-3），这是389 nm处每个光子的动量传递较大和两体损失率系数较小（2 * 10^-10 cm ^3/s < beta < 1.0 * 10^-9 cm ^3/s）的结果。在1083 nm处的2 3S 1-> 2 3 P2谱线上，两体损失率比MOT小5倍以上。此外，我们测量到的温度为0.46（1）mK，与1083 nm的情况相比低2.5倍。将失谐量减小到Delta= -9 MHz导致在少量捕获原子的情况下，云温度低至0.25（1）mK。389 nm的MOT表现出小的损失，由于双光子电离，这已经被调查以及。
2002-10-15 physics.atom-ph
Progress towards ultracold Sr for the AION project -- sub-microkelvin atoms and an optical-heterodyne diagnostic tool for injection-locked laser diodes
针对AION项目长基线原子干涉仪对超冷原子云的需求，本文报告了用于锶原子689纳米跃迁的注入锁定激光系统及窄带MOT捕获，并通过双通AOM外差法验证注入质量，最终实现812±43纳开尔文的原子云。
2023-10-12 astro-ph.IM hep-ex physics.atom-ph
An ion trap design for a space-deployable strontium-ion optical clock
本文设计紧凑激光冷却 88Sr+ 光钟物理封装，通过有限元与静电建模评估发射环境及几何公差影响，以支持低至 10^-18 量级不确定度的可太空部署原型。
2024-01-23 physics.atom-ph quant-ph
Measuring the nuclear magnetic quadrupole moment of optically trapped ytterbium atoms in the metastable state
提出利用中性$^{173}$Yb原子$^3P_2$亚稳态测量核磁四极矩（MQM）的方案，结合激光冷却与俘获技术提供长自旋相干时间，并通过相对论计算证实原子电子产生的巨大磁场梯度能放大MQM效应，有望将MQM灵敏度提升一个数量级以上。
2023-10-25 physics.atom-ph
