Cs nDJ Rydberg-atom macrodimers formed by long-range multipole interaction
对D态铯里德伯原子形成的长程大二聚体进行了实验和计算研究。在铯原子阱中，通过双色光缔合反应制备了长程多极相互作用的铯62 DJ-62 DJ里德伯原子大分子二聚体。第一种颜色（脉冲A）共振激发种子里德伯原子，而第二种颜色（脉冲B，由分子结合能失谐）共振激发62 DJ对渐近线以下的里德伯原子大二聚体状态。里德伯原子分子的测量是通过提取自电离产物和里德伯原子电场电离以及离子检测来实现的。分子光谱与绝热分子势的计算进行了比较。分子的寿命是从指数拟合的依赖性的分子信号上的检测延迟时间，发现约6我们的寿命。
2017-09-18 physics.atom-ph
Effect of Rydberg-atom-based sensor performance on different Rydberg atom population at one atomic-vapor cell
该研究利用五尺寸阶梯式铯蒸气池，在相同密度、气压和饱和激光条件下揭示池长对 EIT 信号及原子超外差灵敏度的影响规律。
2023-08-21 physics.atom-ph
Cold and Ultracold Rydberg Atoms in Strong Magnetic Fields
暴露在强磁场中的冷里德伯原子具有独特的性质，这些性质为在由物质或反物质系统组成的里德伯气体中发生有趣的多体动力学开辟了道路。我们回顾了该领域的基础和最近的发展，在冷和超冷制度的里德伯原子的捕获和冷却已成为可能。详细讨论了强磁化冷等离子体中运动里德伯原子的奇异态如巨偶极态的形成机制。非均匀场结构影响里德伯原子的电子结构，我们描述了实现紧密捕获的超冷里德伯原子的相应效果的效用。本文综述了磁场中大尺度冷里德伯气体及其在强磁化超冷等离子体中通过碰撞复合形成的研究进展。这些结果的影响，目前的反氢生产实验中指出，和捕获和冷却这样的原子的技术进行了研究。
2009-10-06 physics.atom-ph
Increasing decoherence rate of Rydberg polaritons due to accumulating dark Rydberg atoms
我们在实验上观察到慢光的一种累积型非线性衰减和畸变，即，里德伯极化激元，里德伯态$|32D_{5/2}\rangle$处于弱相互作用区。仅考虑$|32D_{5/2}\rangle$中里德伯原子之间的偶极-偶极相互作用（DDI）不能解释这种衰减和畸变效应。我们的观察可以归因于处于暗里德伯态的原子而不是处于亮里德伯态的原子，即，$|32D_{5/2}\rangle$，由耦合场驱动。暗里德伯态是所有可能的态，其中从$|32D_{5/2}\rangle$衰变的粒子数随时间积累，并且它们不受耦合场的驱动。因此，暗和亮里德伯原子之间的DDI增加了里德伯极化激元的退相干率。我们进行了三个不同的实验来验证上述假设，以确认暗里德伯态的存在，并测量从亮到暗里德伯态的衰变率。在理论模型中，我们考虑了亮里德堡态到暗里德堡态的衰变过程以及亮、暗里德伯原子引起的DDI效应。在不同的探测拉比频率下获得的慢光实验数据与基于该模型的理论预测符合得很好。本研究指出了里德伯-EIT效应中的一个额外的退相干率，并提供了对里德伯-极化激元系统更好的理解。
2022-04-09 physics.atom-ph
Observation of many-body dynamics of Rydberg atoms based on antiblockade using two-color excitation
采用双色激发方案研究了$64D_{5/2}$里德伯原子对之间的长程相互作用和反封锁效应。第一种颜色（脉冲A）被设置为共振激发里德伯跃迁并准备一些种子原子，由于里德伯原子对之间的强长程相互作用，这些种子原子建立了一个封锁区域。第二种颜色（脉冲B）是相对于里德伯跃迁的蓝色失谐，并通过抵消封锁效应使原子进一步里德伯激发。结果表明，少量的种子原子会导致里德堡激发与脉冲B的巨大差异。还研究了在30 MHz蓝失谐时通过改变脉冲B持续时间的抗阻断激发的动态演化。演化结果表明，少量的种子原子可以触发雪崩里德伯激发。采用改进的超原子模型模拟了反封锁效应及其动力学演化。模拟结果与实验测量结果一致。
2019-07-13 physics.atom-ph
Ionization of Rydberg atoms embedded in Ultracold Plasma due to electron-atom interaction
School of Physics, University of Hyderabad（海德拉巴大学物理学院）
研究超冷等离子体中瑞利斯原子因电子-原子相互作用而被电离的现象，通过量子力学方法计算铯原子的电离截面，与实验数据一致，揭示轨道半径与散射长度的关系。
2024-10-12 physics.atom-ph
Studying magnetic circular vortex dichroism effect for photoionization of Rydberg atoms with vortex photons
State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Institute of Quantum Matter, South China Normal University（华南师范大学量子物质研究所核物理与技术国家重点实验室）；Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, Guangdong Provincial Key Laboratory of Nuclear Science（广东省核科学省级重点实验室物质结构与基本相互作用卓越基础研究广东中心）
本研究利用涡旋光子探测瑞利原子的磁圆涡磁差色效应，揭示其在研究瑞利磁性中的潜力。
2026-01-22 physics.atom-ph
RF-dressed Rydberg atoms in hollow-core fibres
里德伯原子在射频电场作用下，其激发光谱中出现了边带，从而表现出巨大的电光响应。在这里，我们报告的研究，射频修饰的里德伯原子内的空芯光子晶体光纤（HC-PCF），一个系统，使使用低调制电压，并提供了前景的蒸发为基础的电光器件。窄的光谱特征所造成的RF场观察到的调制频率高达500 MHz。
2016-03-29 physics.atom-ph
Observation of Interactions between Trapped Ions and Ultracold Rydberg Atoms
报道了在Paul阱中观察到的超冷里德伯原子与离子的相互作用。观察到的非弹性碰撞，表现为里德伯原子和离子之间的电荷转移，其速率超过基态原子的朗之万碰撞约三个数量级。这表明相互作用强度的巨大增加。研究了空位Paul阱的电场对里德堡激发谱的影响。为了定量描述离子损失谱的形状，我们需要包括离子诱导的里德伯原子的斯塔克位移。此外，我们证明了里德堡激发的偶极禁戒跃迁的电场的援助下，一个单一的被困离子。我们的结果证实了超冷原子与囚禁离子之间的相互作用可以通过激光耦合到里德伯态来控制。添加动态里德伯敷料可以允许在原子和离子之间产生自旋-自旋相互作用，并且消除由于原子-离子混合物中的离子微动引起的碰撞加热。
2019-07-02 physics.atom-ph
The Impact of Thermal Fields on Rydberg Atom Radio Frequency Sensors
National Research Council Canada（加拿大国家研究委员会）；Quantum Valley Ideas Laboratories（量子谷创意实验室）
本文研究了热辐射对Rydberg原子射频传感器的相干性影响，发现热场会通过增加Rydberg态衰变率而降低其相干性。
2025-12-18 physics.atom-ph
Coherent manipulation of cold Rydberg atoms near the surface of an atom chip
在原子芯片表面附近研究了冷Rb原子49 s和48 s里德堡态的相干叠加。叠加是使用与双光子49 s-48 s跃迁共振的微波产生和操纵的。使用Rabi flopping，Ramsey序列，自旋回波和自旋锁定观察到相干行为。这些结果进行了讨论的上下文中的里德伯原子作为电场噪声传感器。本文研究了与功率谱密度为1/f^k（k \approx 1）的噪声场二次耦合系统的相干性。
2013-10-06 physics.atom-ph
Electric-field induced dipole blockade with Rydberg atoms
高分辨激光斯塔克激发超冷铯原子的np（60 < n < 85）里德堡态，有效地阻断了长程偶极-偶极相互作用的激发.偶极阻断效应被观察为里德伯激发的淬灭，取决于由外部电场诱导的偶极矩的值。最终的离子，可以匹配偶极封锁效应的影响进行了详细讨论，但排除了我们的实验条件。相互作用的里德伯原子的激发的解析和蒙特卡罗模拟与实验一致，表明最近邻的里德伯原子的主要作用。
2007-03-15 physics.atom-ph
Dipole-dipole induced global motion of Rydberg-dressed atom clouds
我们考虑两个云的基态碱金属原子在两个不同的超精细基态。每个能级都与一个里德伯态发生远共振耦合，这导致了具有里德伯态性质的弱混合物的修饰基态。由于这种混合，为了正确选择里德伯态，原子经历共振偶极-偶极相互作用，从而引起作用于两个云中所有原子的机械力。这种行为与针对里德伯超原子之间的裸偶极-偶极相互作用预测的动力学相反，其中每个云只有单个原子受到偶极-偶极诱导运动[Phys. Rev. A { \bf 88} 012716（2013）]。
2014-03-31 physics.atom-ph
Ultracold chemical reactions of a single Rydberg atom in a dense gas
在超冷温度（$T < 1\,μ\text{K}$）下的稠密环境（$ρ\approx 10^{14}\,$ atoms/cm $^3$）中，被激发到里德伯态的单个原子充当周围中性原子的反应中心。在这些温度下，几乎所有在里德伯轨道内的中性原子都被束缚在里德伯核上，并与里德伯原子相互作用。我们研究了$nS$ $^{87}$ Rb Rydberg态的反应速率和产物，主要观察到Rydberg电子到高轨道角动量$l$的状态变化，释放的能量转化为里德伯原子的动能.出乎意料的是，测量结果表明，在$n\approx 100$的非弹性碰撞时间的阈值行为，导致增加的里德伯态的寿命独立的密度调查。即使在非常高的密度（$ρ\approx4.8\times 10^{14}\,\text{cm}^{-3}$）下，与$n=90$下的$1\,μ\text{s}$相比，在$n > 140$下的里德伯原子的寿命超过$10\,μ\text{s}$。此外，第二个观察到的反应机制，即Rb $_2^+$分子的形成，进行了研究。对于$n=40$，两种反应产物的可能性相等，但对于$n\ge90$，产生的Rb $_2^+$的分数降至低于10 $\,$ %。
2016-09-12 physics.atom-ph
Direct laser cooling of Rydberg atoms with an isolated-core transition
提出一种通过冷却里德堡电子轨道内残余离子芯来直接激光冷却碱土金属里德堡原子的方案，证明存在可驱动超100μs的闭合冷却循环，并分析了磁场下的冷却动力学。
2024-04-30 physics.atom-ph
Spectroscopic observation of resonant electric dipole-dipole interactions between cold Rydberg atoms
利用微波光谱技术观察到了冷里德伯原子之间的共振电偶极-偶极相互作用。用脉冲激光将磁光阱中激光冷却的Rb原子激发到45 d里德堡态。微波脉冲将这些里德伯原子的一部分转移到46 p态。然后，第二个微波脉冲将45 d态的原子驱动到46 d态，并被用作原子间相互作用的探针。发现这种双光子探测跃迁的光谱宽度依赖于46 p原子的存在，并且是由于45 d和46 p里德伯原子之间的共振电偶极-偶极相互作用。
2004-11-08 physics.atom-ph
Theory of long range interactions for Rydberg states attached to hyperfine split cores
当原子有一个里德伯电子附着在超精细分裂核态上时，该理论被发展为单原子和双原子相互作用。这种情况是相关的一些稀土和碱土金属原子，已提出的实验里德伯-里德伯相互作用。对于稀土原子，核心电子可以具有非常大的总角动量$J$和非零的核自旋$I$。在碱土金属原子中，有一个单一的核心电子，$s$，其自旋可以耦合到奇数同位素的非零核自旋。由此产生的超精细分裂的核心状态可以导致大量的里德堡系列之间的混合附加到不同的阈值。与碱金属原子的未微扰Rydberg系列相比，不同宇称态的系列微扰和近简并可以导致单原子Rydberg性质（极化率、塞曼混合和分裂等）以及Rydberg-Rydberg相互作用（$C_5$和$C_6$矩阵）的性质不同.
2017-11-28 physics.atom-ph
Charge Transfer in Ultracold Rydberg-Ground State Atomic Collisions
在激发态分子中，共价里德伯和离子对通道之间的相互作用形成了一类独特的激发里德伯态，其中振动能级的无限流形相当于具有重电子质量的原子里德伯态。离子对态的产生通常需要通过一个或多个相互作用的里德伯态进行激发;这些相互作用的通道是通量损失的途径，降低了离子对产生的速率。在这里，我们开发了一个分析，渐近电荷转移模型的超冷里德伯分子状态之间的相互作用，并采用这种方法来证明非共振场控制离子对形成的效用，与近单位效率。
2015-12-08 physics.atom-ph
Six-wave mixing of optical and microwave fields using Rydberg excitations in thermal atomic vapor
基于Rydberg EIT的微波传感由于其暗态的光泵浦速率的基本限制而具有有限的微波到光转换带宽。研究了热原子蒸气中探测光场和耦合光场的参量六波混频，通过双光子激发和两个频偏为$δ$的微波场驱动原子到Rydberg态，实现了Rydberg-Rydberg跃迁.在本实验中实现了$17$ MHz的微波到光转换带宽，这受到可用耦合功率的限制。进一步的理论研究表明，该系统具有较高的调制带宽和较大的耦合拉比频率。
2022-07-05 physics.atom-ph
Dipolar Rydberg-atom gas prepared by adiabatic passage through an avoided crossing
利用冷铯49 S $_{1/2}$里德伯原子通过电场诱导的多能级避免与附近类氢里德伯能级交叉的方法制备了冷的偶极里德伯原子气体。当电场在100 ns量级或更慢的时间尺度上斜升通过避免的交叉时，49 S $_{1/2}$群体自发地转变成高- \emph{l}里德堡斯塔克态。绝热态的转变导致了具有大电偶极矩的里德伯原子的冷气体。经过大约$1~μ$ s的等待时间和足够的原子密度，绝热转换的高度偶极原子变得不可检测，使我们能够通过避免的交叉区分绝热和非绝热通过行为。我们把这种态选择性归因于偶极原子间的$m$混合碰撞。数据的解释是支持的通道动力学和二进制$m$混合碰撞的数值模拟。
2015-04-02 physics.atom-ph
Dressing of Ultracold Atoms by their Rydberg States in a Ioffe-Pritchard Trap
我们探讨了如何利用里德伯原子的特殊性质来影响超冷基态原子的运动。具体来说，我们使用非共振双光子激光修整来映射基态原子上里德伯态的特征。它表明，所考虑的Ioffe-Pritchard场的空间变化的量子化轴和激光跃迁的固定偏振之间的相互作用提供了实质上操纵的基态陷阱电位的可能性。
2010-08-11 physics.atom-ph
Magnetic trapping of ultracold Rydberg atoms in low angular momentum states
本文从理论上研究了磁Ioffe-Pritchard阱中nS、nD和nD里德伯原子的量子特性。特别是，它表明，二体字符的里德伯原子显着改变的捕获性能，而不是点状粒子具有相同的磁矩。近似的解析表达式描述所得到的里德堡俘获势的推导和实验相关的场强度的基础薛定谔方程的数值解的比较，证实了它们的有效性。除了电子性质外，还研究了囚禁里德伯原子的质心动力学。特别是，我们分析了短时间里德堡激发的影响，所需的某些量子信息协议，上的质心动力学被困的基态原子。导出了相应的加热速率，并研究了编码量子比特的密度矩阵纯度的影响。
2009-11-13 physics.atom-ph
Loss rates for high-$n$, $49\lesssim n \lesssim150$, 5sns($^{3}$S$_{1}$) Rydberg atoms excited in an $^{84}$Sr Bose-Einstein condensate
测量的损失率为锶n $^{3}$ S $_{1}$里德伯原子激发在一个密集的BEC的值的主量子数$n$的范围内$49\lesssim n \lesssim 150$和本地原子密度的$\sim1$到$3\times10^{14}$ cm $^{-3}$。两个主要过程有助于损失，缔合电离和状态变化。这两个损失通道的相对重要性进行了研究，并讨论了它们的$n$和密度依赖性使用的模型，其中里德伯原子损失被假定为涉及里德伯核心离子和基态原子之间的密切碰撞。目前的测量结果进行了比较，使用铷里德伯原子早期获得的结果。对于这两个物种所观察到的损失率是相当大的，$\sim10^{5}-10^{6}$的$^{-1}$，并限制了测量的时间尺度，其中涉及里德伯原子沉浸在量子简并气体可以进行。
2020-09-04 physics.atom-ph
Diffusive-like Redistribution in State-changing Collisions between Rydberg Atoms and Ground State Atoms
本文报道了里德伯原子与基态原子的态变化碰撞研究。我们采用高分辨率的动量谱来识别最终状态。与以前的研究相比，我们发现，这种碰撞的结果并不限于一个单一的类氢流形。我们观察到人口在一个广泛的最终状态的重新分配。我们还发现，甚至可以衰变到与初态相同的$l$，但不同的主量子数$n$的态。我们在一个短暂的里德堡准分子复合物的框架内模拟潜在的物理过程，其中电荷交换过程产生振荡的电场，导致里德堡流形内的过渡。最终状态的分布显示出扩散的行为。
2020-12-21 physics.atom-ph
Non-adiabatic dynamics in Rydberg gases with random atom positions
超冷气体中高度激发的里德伯原子的集合可以通过范德华力和共振偶极-偶极相互作用的组合而运动。因此，集体电子里德伯态可能会由于非绝热跃迁而改变，特别是如果配置遇到锥形相互作用。对于实验上最容易的情况下，其中的里德伯原子最初随机激发在一个三维的块状气体封锁条件下，我们数值计算表明，非绝热过渡时，可以从最具活力的排斥BO-表面开始是常见的。我们概述了如何使用微波共振选择性地激发这种状态，并证明了一个制度，几乎所有的碰撞电离的里德伯原子可以追溯到以前的非绝热过渡。由于里德伯电离是相对简单的检测，这里考虑的激发和测量方案呈现在里德伯运动的非绝热效应更容易证明实验比以前考虑的情况。
2021-06-25 physics.atom-ph
Motion of Rydberg atoms induced by resonant dipole-dipole interactions
我们证明了里德伯原子的核运动可以由共振偶极-偶极相互作用引起，共振偶极相互作用触发两个能量接近的里德伯态之间的能量转移。原子如何运动以及是否运动取决于它们的初始排列以及初始电子激发。使用混合量子/经典传播方案，我们得到的轨迹和动能的原子，最初安排在一个规则的链和激子本征态准备。研究了非对角无序对原子运动的影响，结果表明，原子排列的不规则性会导致核动力学的加速。
2007-12-21 physics.atom-ph
Ultracold Rydberg Atoms in a Ioffe-Pritchard Trap
本文讨论了超冷里德伯原子在Ioffe-Pritchard磁场组态中的性质。导出的两体哈密顿量揭示了里德伯原子的大尺寸如何影响它们与非均匀磁场的耦合。详细分析了复合电子和质心量子态的性质。我们发现非常紧密的限制的质心运动在两个维度上是可以实现的，而几乎没有改变的电子结构相比，无场的情况下。这为产生一维超冷量子里德伯气体铺平了道路。
2007-08-20 physics.atom-ph
Heating and cooling of electrons in an ultracold neutral plasma using Rydberg atoms
通过在超冷中性等离子体中嵌入里德伯原子，实验证明了电子在超冷中性等离子体中的加热和冷却。我们已经确定了初始电子温度$T_{e,i}$和在加热和冷却行为之间的交叉处添加的里德伯原子的结合能$E_b$（即，原子的结合能，当它们被添加到等离子体中时，既不加速也不减慢等离子体膨胀）之间的关系。具体地说，这个条件是$|E_b| \approx 2.7 \times k_B T_{e,i}$的诊断时，使用的是里德伯原子对等离子体渐近膨胀速度的影响。此外，我们已经获得了实验估计的量的加热或冷却时发生的里德伯结合能不满足交叉条件。交叉条件的实验结果以及远离交叉的加热或冷却程度与从里德伯原子和等离子体之间相互作用的数值模拟获得的预测一致。我们还开发了一个简单直观的图片如何影响的里德伯原子的等离子体支持的概念的“瓶颈”的里德伯态分布的原子在平衡与共存的等离子体。
2018-10-24 physics.atom-ph
Electromagnetically Induced Transparency in strongly interacting Rydberg Gases
我们发展了一种有效的蒙特卡罗方法来描述冷三能级原子在EIT和强原子相互作用下的光学响应。特别是，我们考虑了“里德伯-EIT介质”，其中一个涉及的水平受到大的位移，由于强范德华相互作用与周围的里德伯原子。我们发现非常好的协议与更多的参与量子计算，并证明其适用性在广泛的密度和相互作用强度。计算结果表明，由于里德伯-里德伯原子相互作用引起的非线性吸收具有普适性.
2011-01-21 physics.atom-ph
State-selective all-optical detection of Rydberg atoms
我们提出了一个全光学方案，用于检测在一个选定的里德堡态的碱金属原子的人口。探测方案是基于一个超冷原子系综与两个激光脉冲的相互作用：一个弱的探测脉冲，这是与基态和第一激发态之间的跃迁共振，和一个高强度的脉冲，它耦合的第一个激发态选择的里德伯态。我们表明，通过监测探测激光随时间的吸收信号，可以推断出里德堡态的初始布居。此外，它示出-对于合适的实验条件-的动态吸收曲线包含信息的初始相干性之间的基态和选定的里德伯态。我们提出了一个证明的原则上进行的测量的结果$^{87}$ Rb原子的冷气体。该方法有望在基于里德伯原子的量子计算协议中得到应用。
2015-05-13 physics.atom-ph
Non-adiabatic motional effects and dissipative blockade for Rydberg atoms excited from optical lattices or microtraps
超冷气体中里德伯原子的激光激发通常是假设原子运动在激发期间是冻结的。我们表明，这种冻结气体近似可以打破原子，是在光晶格或微陷阱。特别是，我们表明，激发动力学是在一般强烈的机械力之间的里德伯原子，以及原子波包的传播的限制潜力。这导致激发动力学中的退相干-导致耗散阻断效应-使得里德伯激发即使在反阻断机制中也是无效的。对于强烈的非共振激光激发-通常在里德伯敷料的背景下考虑-这些运动效应妥协的适用性玻恩-奥本海默近似。特别是，我们的研究结果表明，它们也可以导致脱相干的敷料制度。
2013-05-02 physics.atom-ph
From coherent collective excitation to Rydberg blockade on an atom chip
使用时间分辨的测量，我们证明了相干集体里德堡激发跨越到里德堡封锁在一个致密的和超冷的气体被困在距离100 $μ$ m的室温原子芯片。我们进行拉姆齐型测量来表征的相干性。实验数据与使用平均场近似的主方程的数值结果以及基于超原子的哈密顿量的结果吻合得很好。这些结果代表了在原子芯片上探索强相互作用驱动里德伯气体的重大进展。
2019-01-02 physics.atom-ph
Noise spectroscopy in Rydberg atomic ensemble
在电磁感应透明条件下，入射光场的相位噪声可以通过介质的吸收和色散效应转化为振幅噪声。该转换过程对双光子失谐敏感。这种效应可以用来进行一种新型的里德伯光谱。本文介绍了在铯蒸气池中测量里德伯原子的相位噪声谱的实验结果。此外，探索微波场测量，调制增强PNS方法提出。
2021-11-29 physics.atom-ph
Interactions and excitation blockade of Rydberg macrodimers
Purdue University（普渡大学）；Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究院）；Harvard University（哈佛大学）
本文理论研究了里德伯巨型二聚体间的各向异性相互作用，揭示多原子贡献，并验证激发阻塞与实验一致，为分子体系光控集体量子动力学奠定基础。
2026-09-15 physics.atom-ph
Rydberg-Rydberg interaction profile from the excitation dynamics of ultracold atoms in lattices
提出了一种确定里德伯原子相互作用势的方法。具体来说，我们考虑了激光驱动的里德堡气体限制在一维晶格中，并证明了激光激发周期后的里德伯原子数作为激光失谐的函数提供了一个衡量的里德堡相互作用系数。由于晶格间距精确已知，所提出的方案仅依赖于里德伯原子的数量的测量，从而避免了通过改变粒子间的间距来映射相互作用势的必要性。
2011-08-01 physics.atom-ph quant-ph
Fast-Responding Property of Electromagnetically Induced Transparency in Rydberg Atoms
研究了冷里德伯原子气体中电磁感应透明（EIT）的瞬态光学响应特性。我们发现，无论是瞬态行为和稳态EIT谱的系统强烈依赖于里德伯相互作用。特别是，Rydberg-EIT的响应速度可以比没有Rydberg相互作用的常规EIT快5倍（甚至更高）。为了进行比较，考虑了两种不同的理论方法（即双原子模型和多原子模型），揭示了Rydberg阻塞效应对提高Rydberg-EIT的响应速度起着重要作用。利用强的、可调谐的里德伯相互作用实现的快速响应里德伯-EIT不仅有助于加深对里德伯原子多体动力学的理解，而且对于利用里德伯原子进行量子信息处理的实际应用也是有用的.
2018-03-31 physics.atom-ph physics.optics
Suppress motional dephasing of ground-Rydberg transition for high-fidelity quantum control with neutral atoms
利用里德伯原子进行的许多控制任务的性能可以通过抑制中性原子基态和里德伯态之间的运动诱导退相来改善。退相通常发生在{ \it gap}时间内，此时原子在退激前处于里德堡态。通过在能隙时间内利用激光场诱导里德堡态发生特定的额外相变，可以使里德堡态在能隙之后忠实地转换回基态。尽管里德堡态在间隙时间内在不同本征态之间来回跃迁，但它保留了感兴趣原子与附近里德堡激发之间的封锁相互作用。这种抑制飞行里德伯原子运动退相的简单方法可用于对中性原子的广泛量子控制。
2019-09-09 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg atom mediated polar molecule interactions: a tool for molecular-state conditional quantum gates and individual addressability
我们研究了利用基态分子与里德伯原子的相互作用在分子量子位之间构造双量子位门并相干控制分子态的可能性。在里德伯原子的电子轨道内的极性分子可以移动里德伯态，或者形成里德伯分子。原子位移和里德伯分子态都依赖于极性分子的初始内部状态，导致里德伯原子之间的范德华或偶极-偶极相互作用依赖于分子态。里德伯原子介导的极性分子之间的相互作用可以增强高达$10^{3}$倍。我们描述了极性分子和里德伯原子之间的耦合如何应用于分子态的相干控制，具体地说，应用于光晶格中分子的单独寻址和分子量子比特的非破坏性读出。
2011-05-10 physics.atom-ph quant-ph
Chirped pulse excitation of two-atom Rydberg states
在绝热快速通过的条件下，研究了双光子啁啾光脉冲对两个基态原子的双里德伯态激发。对于中间的里德伯-里德伯相互作用强度，相关的原子分开的$\sim$ 10 $μ$ m，绝热激发可以实现在实验上可行的拉比频率和啁啾率的脉冲，导致在高转移效率。我们还研究了基态和里德伯态之间的绝热转移，作为实现原子量子比特之间受控相位门的一种手段。
2015-03-18 physics.atom-ph quant-ph
Long-range Rydberg-atom-ion molecules of Rb and Cs
我们提出了一种新型的里德伯二聚体，由一个里德伯态原子绑定到一个遥远的正离子。该分子是通过里德伯原子与点状离子之间的长程电多极相互作用形成的。我们提出的势能曲线（PEC）是渐近连接的里德堡$nP$ -或$nD$ -状态的铷或铯。PEC表现出深，长程阱，支持许多振动态的里德伯原子离子分子（RAIM）。我们考虑了中性原子的初始态和里德伯态之间的弱光耦合和强光耦合两种情况下RAIM的光缔合。实验考虑实现RAIM的讨论。
2021-05-13 physics.atm-clus physics.atom-ph
Stimulated adiabatic passage in a dissipative Rydberg superatom
研究了延迟激光脉冲作用下受激绝热过程中原子里德伯态的双光子激发。我们发现，里德伯态原子之间的强相互作用和中间激发态原子的自发衰变的结合导致了原子系综中恰好一个原子的里德伯激发.量子芝诺效应为这一结果提供了一个清晰的解释：里德伯阻挡原子重复散射光子，有效地监测了一个随机激发的原子，因此该原子保持在里德伯态。该系统可用于确定性的创建，并可能，提取里德伯原子或离子一次一个。通过辅助粒子衰变的交感神经监测可能会在耗散多体系统的状态准备和相互作用的探测中找到更广泛的应用。
2013-02-04 physics.atom-ph quant-ph
Resonance-enhanced collective effect in a triangle arrangement of Rydberg atoms with anisotropic interactions
我们研究了三个相同的里德伯原子排列在一个等边三角形晶格中的集体激发效应。利用电场极化原子偶极，两个里德伯原子之间的偶极-偶极相互作用本质上是各向异性的，在几种特殊共振情况下甚至可以消失。因此，在强阻塞情况下，我们观察到共振区单个里德伯原子的激发几率集体增强，在部分阻塞情况下，两个或三个里德伯原子的激发几率集体增强。为了进一步证明这种集体激发增强效应，我们研究了三个里德伯原子之间的两体量子关联，以及封锁半径对三角形边长的依赖关系，结果与激发特性吻合较好.
2016-07-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Experimental investigations of the dipolar interactions between single Rydberg atoms
本文综述了近十年来几个研究小组对几个相互作用的里德伯原子的实验研究工作。这些研究建立了单里德伯原子阵列作为量子态工程的一个有前途的平台，具有潜在的应用于量子精密测量，量子模拟和量子信息。
2016-03-15 physics.atom-ph quant-ph
Filtering single atoms from Rydberg blockaded mesoscopic ensembles
我们提出了一种有效的方法，以过滤出的单个原子从囚禁的原子数目未知的系综。该方法采用受激绝热通道可逆地将单个原子转移到里德伯态，从而阻止系综内所有其他原子的随后里德伯激发。这触发了里德伯阻塞原子的激发到短暂的中间态，以及它们随后的衰变到未捕获态。使用辅助微波场仔细工程的耗散，我们得到了一个几乎确定性的单原子源。我们的方法是适用于小的原子系综在个人微陷阱和晶格阵列。
2015-01-21 physics.atom-ph quant-ph
Single-Atom Addressing in Microtraps for Quantum-State Engineering using Rydberg Atoms
本文报道了一对由$3\;μ$ m隔开的单原子微阱中单个原子的选择性寻址。使用可调谐的光位移，我们使选定的原子与全局里德堡激发激光器（与其他原子共振）发生非共振，从而有可能选择性地阻止该原子被激发到里德堡态。此外，我们还演示了利用寻址光对两原子纠缠态的控制操作，通过对系统的波函数的一个分量产生相移，将其转移到里德伯激发光的暗态。我们的结果是实现量子信息处理和量子模拟与大阵列的里德伯原子的重要一步。
2014-06-19 physics.atom-ph quant-ph
Spatially Resolved Excitation of Rydberg Atoms and Surface Effects on an Atom Chip
我们在原子芯片上演示了空间分辨的里德伯原子的相干激发。利用电磁感应透明（EIT）技术研究了镀金芯片表面附近里德伯原子的性质。我们测量的距离相关的位移（~10 MHz）的里德堡能级所造成的空间不均匀的电场。测得的场强和距离的依赖性是在协议与一个简单的模型由一个本地化的补丁Rb吸附物沉积在芯片表面上的实验过程中产生的电场。EIT共振仍然很窄（< 4 MHz），观察到的宽度与原子表面距离无关，低至~20 \mum，表明里德伯态的寿命相对较长。我们的结果为原子芯片上里德堡激发原子的偶极物理、集体激发、量子精密测量和量子信息处理等研究开辟了道路。
2010-04-19 physics.atom-ph quant-ph
Scanning electron microscopy of Rydberg-excited Bose-Einstein condensates
我们报告的实现高分辨率电子显微镜里德伯激发超冷原子样品。紫外激光系统的实现使我们能够通过单光子跃迁将原子激发到里德堡态。通过使用电子显微镜技术在里德伯激发的原子，我们观察到一个巨大的增强离子的产生。这是由于$l$ -改变碰撞，加宽了里德伯能级，因此增加了里德伯原子的激发速率。我们的结果为原子样品中里德伯原子的高分辨空间探测铺平了道路。
2014-03-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Generation of doubly excited Rydberg states based on Rydberg antiblockade in a cold atomic ensemble
里德伯原子之间的相互作用可以显著地改变里德伯激发动力学。在共振驱动场作用下，处于高位态的里德伯-里德伯相互作用可以引起原子共振的位移，从而使二次里德伯激发变得不可能，导致里德伯阻断效应。在相关效应中，光与原子的里德伯态的非共振耦合有助于里德伯反封锁效应，其中里德伯相互作用产生共振条件，其促进里德伯原子气体中的二次激发。在这里，我们研究了光与物质的相互作用和非共振双光子激发的动力学，包括两个和三个原子的里德伯相互作用及其对冷原子系综中激发态动力学的影响。在一个实验激励的制度，我们找到了最佳的物理参数，如拉比频率，双光子失谐，和泵的持续时间，以实现显着提高产生双激发集体原子态的概率。由于里德伯反封锁效应，这导致了大的自相关值，并使该系统成为高纯度双光子Fock态源的潜在候选者。
2019-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Entanglement of Two Atoms using Rydberg Blockade
本文回顾了研究团队搭建的利用里德伯原子强相互作用实现光学可分辨距离下中性Rb原子纠缠的装置，梳理了该过程涉及的各环节基础物理原理。
2012-02-23 physics.atom-ph quant-ph
Dynamics and equilibration of Rydberg excitations in dissipative atomic ensembles
研究了弛豫作用下强相互作用原子里德堡态的共振光激发。我们采用量子随机（蒙特卡罗）波函数来模拟二维晶格中几十个原子的耗散动力学。我们表明，在典型的实验条件下，涉及缓慢的里德伯态衰减和相当大的放松原子相干性，在几微秒的时间尺度上的原子系综接近一个稳定的状态，其中大部分的原子之间的量子相关性已经衰减了。然而，稳定状态，表现出很强的经典相关性的里德伯激发概率。
2013-05-10 physics.atom-ph quant-ph
Polyatomic Molecules Formed with a Rydberg Atom in an Ultracold Environment
研究了由一个Rb里德伯原子和若干个与里德伯原子的距离为n^2a_0数量级的基态原子组成的超长程多原子分子的性质，其中n是里德伯电子的主量子数，特别是着重研究了分子的能级分裂，并通过构造自旋自适应轨道阐明了这种分裂的性质.
2007-02-05 physics.atm-clus physics.atom-ph
Binding potentials and interaction gates between microwave-dressed Rydberg atoms
我们证明了在微波场驱动下，通过吸引和排斥范德华势相互作用的里德伯原子对之间的有限范围结合势。我们发现，利用相消量子干涉抵消单原子里德伯激发，可以从两原子基态选择性地相干布居到里德伯二聚体态。这可以用来实现两个量子比特的相互作用门，它不受原子之间的机械力的影响，因此不受运动退相干的影响。
2014-09-22 physics.atom-ph quant-ph
Control of atomic Rydberg states using guided electrons
我们提出并分析了一个简单的模型来说明通过运动的引导电子控制里德堡态的可能性。具体地说，我们考虑了碱金属原子的价电子最初是在里德堡s态制备的，并研究了与附近通过的电子相互作用引起的状态变化。我们分析了通过后获得的原子最终状态对电子动量的依赖关系。我们确定实验参数制度，并讨论了实验的可行性建议的计划。我们还讨论了激发和操纵相互作用的里德伯原子链的多体态的可能性。
2013-04-05 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
