Dipole blockade through Rydberg Forster resonance energy transfer
高分辨激光激发铯原子的np里德堡态表明，在对应于np + np ns +（n + 1）s反应的共振偶极-偶极能量转移的Förster共振处存在偶极阻塞。偶极-偶极相互作用可以通过斯塔克效应来调节，并且对于相对低的n（25 - 41）观察到的这样的过程对于量子门设备是有希望的。Penning电离和激光激发的饱和都限制了偶极阻塞的观测范围
2006-04-28 physics.atom-ph
AC-Stark shift and photoionization of Rydberg atoms in an optical dipole trap
我们用聚焦CO $_2$激光形成的光偶极阱测量了铷原子87的$14D_{5/2}$里德堡态的交流斯塔克位移。我们发现与自由电子在光场中经历有质动力势的模型有很好的定量一致性。为了重现所观察到的光谱，我们考虑到由于光电离的里德伯态的加宽。提取的横截面是兼容与以前的测量相邻的里德伯态。
2010-11-03 physics.atom-ph
Resonant electric dipole-dipole interactions between cold Rydberg atoms in a magnetic field
激光冷却的Rb原子被光学激发到46 d Rydberg态。微波脉冲将一部分原子转移到47 p里德堡态。利用双光子微波跃迁46 d-47 d的线宽，研究了这两种态原子间的共振电偶极-偶极相互作用。弱磁场（约0.5 G）的存在下减少了观察到的线加宽，表明相互作用被抑制的领域。该领域消除了一些负责的共振相互作用的能量简并，这是一个定量模型的基础上产生的抑制。还提出了一种利用34 s-34 p单光子跃迁标定磁场强度的方法。
2006-04-21 physics.atom-ph
Probing interactions between Rydberg atoms with large electric dipole moments in amplitude modulated electric fields
实验研究了主量子数为$n=53$的里德堡-斯塔克态氦原子间的偶极-偶极相互作用，以及由诱导电偶极矩约为7900 D引起的近似线性斯塔克能移.实验在脉冲超音速亚稳态氦束中进行，粒子数密度高达$\sim10^9$ cm $^{-3}$。在振幅调制，射频电场的存在下，已观察到的光谱强度分布的变化与过渡到这些状态，归因于偶极-偶极相互作用内的合奏激发原子。实验结果与用Floquet方法计算的里德伯能级结构非常吻合，激发最多可由4个原子共享。使用这些里德堡-斯塔克态作为传感器的非共振宽带射频电噪声进行了讨论。
2015-07-13 physics.atom-ph
One-dimensional Rydberg Gas in a Magnetoelectric Trap
研究了磁场叠加均匀电场的Ioffe-Pritchard阱中里德伯原子的量子特性。被囚禁的里德伯原子可以在长寿命的电子状态下产生，表现出几百德拜的永久电偶极矩。由此产生的偶极-偶极相互作用与径向约束证明产生一个有效的一维超冷里德伯气体与宏观粒子间的距离。本文导出了里德伯原子的电偶极矩和临界线密度的解析表达式。
2007-09-17 physics.atom-ph
Observation of a resonant four-body interaction in cold cesium Rydberg atoms
冷里德伯原子受长程偶极-偶极相互作用代表了一个特别有趣的系统，用于探索少体相互作用和探测从二体物理到多体物理的转变。在这项工作中，我们报告的共振四体里德伯相互作用的直接观察。我们利用铯中2体和4体共振斯塔克调谐福斯特过程的偶然准巧合的发生来观察需要至少四个相邻原子同时相互作用的共振能量转移。这些结果对于用里德伯原子实现量子门和进一步研究多体物理是有意义的。
2011-11-10 physics.atom-ph
Determination of the Rb ng-series quantum defect by electric-field-induced resonant energy transfer between cold Rydberg atoms
冷里德伯原子之间的共振能量转移被用来确定里德伯原子的能级，其精度接近微波光谱学中可获得的精度。激光冷却磁光阱中的Rb原子被光学激发到32 d里德堡态。两原子过程3/2 d（j= 5/2）+3/2 d（j=5/2）-> 34 p（j=3/2）+30 g在约0.3 V/cm的电场下共振。这个过程是由电偶极-偶极相互作用驱动的，这是由于g态在电场中获得的部分f特性而允许的。利用实验观测到的共振场，结合Stark映射计算，确定了Rbng系列量子亏损：δ_g（n=30）= 0.00405（6）。
2006-12-19 physics.atom-ph
Production of trilobite Rydberg molecule dimers with thousand-Debye permanent electric dipole moments
我们观察到，当一个超冷的基态铯（Cs）原子成为扩展的Cs电子轨道的电子云内绑定，超长程分子与巨大的（千德拜）永久电偶极矩的形式。大分子的永久电偶极矩在实验上很难实现。满足这一挑战已经引起了极大的兴趣，因为永久电偶极矩对于理解分子物理学中的对称性破缺、化学反应的控制和强关联多体量子系统的实现是重要的。这些新的混合类的“三叶虫”分子占主导地位的退化里德伯流形，使他们难以产生与传统的光学协会。他们的行为定量再现详细的耦合通道计算。
2014-11-20 physics.atom-ph
Simulations of the angular dependence of the dipole-dipole interaction among Rydberg atoms
两个里德伯原子之间的偶极-偶极相互作用取决于原子的相对取向和磁量子数的变化。我们模拟了这种各向异性对均匀电场作用下非晶多原子系统能量输运的影响。我们认为两个实验可行的几何形状，并发现在当前一代成像实验的影响应该是可测量的。在这两种几何结构中，$p$特征的原子被定域到一个小的空间区域中，该空间区域浸没在填充有$s$特征的原子的较大区域中。由于偶极-偶极相互作用引起的能量转移可导致$p$特征扩散到最初由$s$原子占据的区域中。在较长的时间尺度上，能量输运被限制在靠近$p$区域边界的体积内，这暗示了安德森局域化。我们计算了一种特殊几何构型的关联长度为6.3~ $μ$ m。
2016-06-02 physics.atom-ph
Reduction of the dc electric field sensitivity of circular Rydberg states using non-resonant dressing fields
非共振修整场可以使两个圆形里德伯态之间的跃迁频率对直流电场的二阶变化不敏感。微扰理论可用于确定所需的修整场振幅和频率。相同的微扰方法可用于理解关于偏置直流电场的跃迁频率对电场的一阶依赖性的去除[Hyafil等人，Phys.Rev.Lett.，v. 93，103001（2004）]。修整场和直流场的方向对准对于确定修整跃迁频率的电场灵敏度至关重要。这种灵敏度是显着更大的环形里德堡态相比，低角动量的里德堡态的Rb。
2015-09-21 physics.atom-ph
Electric dipole polarizabilities of Rydberg states of alkali atoms
本文计算了两个碱金属原子Rb和Cs的$nS$、$nP_{1/2, 3/2}$和$nD_{3/2, 5/2}$态的静电偶极标量和张量极化率，其主量子数最大可达$n = 50$。计算是在有效的单电子近似下进行的，基于具有半经验核极化势的Dirac-Fock哈密顿量。所得到的结果进行了比较，从一个更简单的半经验的方法，并与现有的实验数据。
2016-08-16 physics.atom-ph
Resonant Rydberg Dressing of Alkaline-Earth Atoms via Electromagnetically Induced Transparency
我们发展了一种通过光学里德伯态激发产生有限程原子相互作用的方法，并从理论和实验上研究了激发动力学。与以前的工作相比，所提出的方案是基于共振光驱动和电磁感应透明（EIT）的条件下建立一个黑暗的状态。分析原子气体的驱动耗散动力学，我们表明，相干光耦合，辐射衰减和强里德伯-里德伯原子相互作用之间的相互作用导致出现相当大的有效相互作用，同时提供显着长的相干时间。后者是在锶原子的冷气体中进行实验研究的，所提出的方案是最有效的。我们测量的原子损失与基于驱动原子之间的二元有效相互作用的理论预测一致。
2016-06-09 physics.atom-ph
Towards implementation of a magic optical-dipole trap for confining ground-state and Rydberg-state cesium cold atoms
长的基态-里德伯相干寿命对于实现高保真量子逻辑门、多体物理和其他量子信息协议是很有意义的。然而，传统的远场共振红失谐光偶极阱（ODT）所形成的势对里德伯原子具有排斥性，这将导致原子损失快，实验序列重复率低。这些问题可以通过一个神奇的ODT来解决。计算了铯原子基态和里德伯态在同一势阱中的束缚态的ODT魔失谐量。采用态求和方法计算了铯原子的$6S_{1/2}$基态和高激发态（$nS_{1/2}$和$nP_{3/2}$）里德堡态的动态极化率，并确定了相应的魔失谐量.通过考虑不同的耗散机制，我们估算了铯里德伯原子在魔ODT中的囚禁寿命。此外，我们还实现了一个1879.43 nm的单频激光系统，获得了瓦级的输出功率，用于建立$6S_{1/2}$基态和$84P_{3/2}$里德堡态铯原子的魔术光学倍增管。
2020-05-20 physics.atom-ph
High repetition rate sub ns-electron pulses from Resonant Pulsed Rydberg Field Ionization
本研究提出共振脉冲里德堡场电离（RPRFI）技术，结合连续波激光与脉冲电场，在约10 MHz重复频率下产生低至约250 ps的低能亚纳秒电子束，为高分辨率电子显微镜和光谱学提供了克服传统电子源亮度与能量分散限制的新途径。
2024-01-09 physics.atom-ph
Ultracold giant polyatomic Rydberg molecules: coherent control of molecular orientation
我们预言了一类由囚禁的超冷里德伯原子和极性分子形成的超冷巨分子的存在。导致这种分子形成的相互作用是各向异性电荷-偶极相互作用（$a/R^2$）。我们发现，突出的候选分子，如KRb和氘代羟基（OD）应绑定到里德堡铷原子，能量$E_b\simeq 5-25$ GHz的距离$R\simeq 0.1-1 \ μ$ m。这些分子在双阱中形成，模仿手性分子，每个阱含有特定的偶极取向。我们制备了一组相关的修饰电子偶极本征态，用于共振拉曼方案中相干控制偶极取向，并创建猫状纠缠态的极性分子。
2010-03-10 physics.atom-ph
Simulations of the Dipole-Dipole Interaction between Two Spatially Separated Groups of Rydberg Atoms
模拟了超冷里德伯原子间的偶极-偶极相互作用。我们研究了一个一般的相互作用方案，其中两个原子被激发到x和x'态，通过福斯特共振转换到y和y'态。原子排列在两个空间上分离的组中，每个组仅由一种原子组成。我们记录了当两个基团之间的距离变化时，被激发到y'态的原子的分数。在零失谐的情况下，依赖于总是共振的相互作用的多体效应导致相互作用具有有限的范围。当失谐量大于零时，另一个多体效应会在两组原子之间有一定距离时引起相互作用的峰值。为了得到这些结果，有必要包括多个原子和解决整个多体波函数。这些模拟结果支持最近的实验证据。这些多体效应与原子的适当空间排列相结合，可以用于控制原子之间的能量交换。
2009-07-31 physics.atom-ph
ac electric-field-induced resonant energy transfer between cold Rydberg atoms
在1.356 GHz的振荡电场中，促进了低温$^{85}$ Rb里德伯原子之间的共振能量转移过程：$43d_{5/2}+43d_{5/2} \to 45p_{3/2}+41f$.由于这个修整场的交流斯塔克位移在这个过程的初始和最终两个原子状态之间产生简并。扫描交流场强以收集类似于直流电场诱导的共振能量转移谱的谱。不同的共振观察到不同的磁子级参与的过程。与早期在较高频率下进行的工作相比，通过与直流场的情况进行类比，可以直观地理解修整频率和谱结构的选择。
2009-09-11 physics.atom-ph
Autoionization of an ultracold Rydberg gas through resonant dipole coupling
基于里德伯对态与电离连续谱的共振耦合，我们研究了超冷里德伯气体自电离的一种可能机制。不像原子碰撞的波函数开始重叠，这里考虑的机制只涉及长程偶极相互作用，原则上是可能的静态系统。它与分子间库仑衰变（ICD）过程有关。此外，我们还考虑了相互作用引起的原子运动和多粒子系统的影响。我们发现，这种电离机制的概率可以在具有吸引力或排斥范德华相互作用的多粒子系统中增加。然而，通过共振偶极耦合的电离速率非常低。因此，这个过程不太可能对本文所述形式的里德伯气体的自电离有贡献，但它仍然可以作为二次电离过程的触发器。由于我们的图像只涉及二元相互作用，它仍然有待调查，如果集体效应的原子系综可以显着影响电离概率。尽管如此，我们的计算可以作为研究更复杂系统的起点，例如[Tanner等人，PRL 100，043002（2008）]。
2009-03-18 physics.atom-ph
Dipole blockade in a cold Rydberg atomic sample
本文综述了冷里德伯原子组合体中相互作用的研究进展。我们更特别地关注偶极-偶极相互作用和激光里德堡激发中偶极封锁的影响，这为量子工程提供了有吸引力的可能性。我们首先介绍了里德伯原子之间的各种相互作用。这样一个组件的激光里德伯激发，然后描述与偶极封锁现象的介绍。我们报道了最近在这个问题上进行的实验，从一对原子的情况下，允许纠缠的波函数的原子和打开一个迷人的方式实现量子比特和量子门。然后，我们考虑几个工程的封锁效应在一个大的组装的原子为三种不同的配置：封锁通过电场诱导偶极子，通过Förster共振和范德华相互作用。分析了相干性和协同性的性质。最后，我们处理的作用，负责潘宁电离的里德伯原子之间的偶极-偶极相互作用。讨论了离子对偶极阻塞的扰动和里德堡向超冷等离子体的演化。
2010-06-03 physics.atom-ph quant-ph
Exchange and core-polarization effects on Rydberg-transition electric-dipole matrix elements in Rb and Cs
Center for Theoretical Physics, School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hainan University（海南大学物理与光电工程学院理论物理中心）；Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院精密测量科学与技术创新研究院）
本研究采用狄拉克-福克加芯极化方法计算铷和铯的里德伯跃迁电偶极矩阵元，评估不同跃迁的稳定性与建模敏感性，为里德伯原子微波电场传感应用提供可靠性依据。
2026-08-25 physics.atom-ph
Continuous-frequency weak electric field measurement with Rydberg atoms
我们在里德伯原子蒸气室中利用远离共振的交流斯塔克效应实现了连续频率的电场测量。在这种配置中，一个强的远偏离谐振场，表示为本地振荡器（LO）的字段，作为一个增益移动的里德堡电平的高灵敏度区域。在里德伯系统中，一个与本振场相差几百kHz的入射弱信号场与本振场混频产生中频信号，由里德伯电磁感应透明（Rydberg-EIT）光谱仪读出。与共振EIT-AT谱不同，我们利用单个里德伯态实现了对2 ~ 5 GHz信号频率的电场测量。最小可探测场强为2.31 $μ$ V/cm，线性动态范围大于65 dB。其最小可探测电场为1.45~ $μ$ V/cm，与使用相同系统的谐振微波修饰里德伯外差接收机相当。我们还表明，该系统具有固有的偏振选择性功能。我们的方法可以提供一个高灵敏度的电场测量和扩展到任意频率的测量。
2022-01-25 physics.atom-ph
Observation of dipole-quadrupole interaction in an ultracold gas of Rydberg atoms
我们观察到Cs原子对从基态到分子态的直接激发与$ns\,n'f$渐近线渐近相关。的分子共振被解释为起源于$ns\,n'f$对状态和附近的$np\,np$渐近线（$22\leq n \leq 32$）之间的偶极-四极相互作用。这种解释是支持斯塔克光谱的对状态和详细的相互作用势的建模。偶极-四极相互作用混合了相反宇称的电子态，因此需要电子和核运动之间的耦合来保持系统的总宇称。这种非Born-Oppenheimer耦合是由原子-原子散射中奇偶性相反的$L$分波的近简并所促成的。
2014-10-02 physics.atom-ph
Quasi-forbidden 2-body Förster resonances in cold Cs Rydberg gas
已知冷里德伯原子显示偶极-偶极相互作用允许的共振，也称为福斯特共振，当使用适当的电场时，其导致有效的能量转移。该电场还使得能够实现在零场下不遵守偶极-偶极选择规则的谐振。这些准禁戒共振中的一些已经被观察到，但它们经常被忽视。在这里，我们表明，在冷$^{133}$ Cs原子有大量的这些共振，显示显着的转移效率，由于它们的强相互作用，即使在低电场。我们还开发了一个图形化的方法，使所有可能的共振同时找到。在不同的电场下，可寻址共振能量转移的总数急剧增加，这可能会对寻找由里德伯原子构建的少体相互作用或大分子产生影响。
2016-01-05 physics.atom-ph
Ionization in a frozen Rydberg gas with attractive or repulsive potentials
我们报告明确的证据的作用，偶极-偶极相互作用的潘宁电离的里德伯原子，导致超冷等离子体的形成。当n < 42时，对应于排斥势，np里德堡铯原子的潘宁电离被阻止，但当n大于42时，对应于吸引势，潘宁电离不会发生。黑体辐射主要负责背景和初始电离，虽然离子里德伯碰撞和人口转移由于有限的超辐射可能必须考虑。
2008-06-20 physics.atom-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
Continuous radio frequency electric-field detection through adjacent Rydberg resonance tuning
我们演示了使用多原子水平的里德堡原子计划连续频率检测的射频（RF）领域。利用里德伯原子中的电磁感应透明性和奥特勒-汤斯效应（Autler-Townes，AT）对射频场进行共振探测，通常限于里德伯跃迁的窄带宽内的频率。通过施加与相邻里德伯跃迁共振的第二场，可以通过双光子共振AT分裂来检测远失谐场。这种双光子AT分裂方法比使用斯塔克位移的非共振检测灵敏几个数量级。我们提出了各种实验配置和理论分析的结果来说明这种多层次计划的有效性。这些结果表明，该方法允许检测相邻里德堡态共振之间的连续带中的频率。
2021-05-21 physics.atom-ph
Source of entangled atom pairs on demand, using the Rydberg blockade
两个超冷原子云，每一个都处于偶极封锁状态，实现了一个纠缠原子对的来源，可以按需喷射。纠缠的产生和喷射是由于共振偶极-偶极相互作用，而范德华相互作用主要负责确保每个云喷射单个原子的封锁。使用这些效应的纠缠原子源可以以10 kHz的重复率操作，产生速度约为0.5 m/s的喷射原子。
2013-09-27 physics.atom-ph
Synthetic Gauge Phase in Rydberg Electromagnetically Induced Transparency
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息实验室）；CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子物理卓越创新中心）
通过偏振控制实现瑞利电磁诱导透明中的合成规范相，用于操控多体相互作用。
2026-02-12 physics.atom-ph
Hyperfine Structure of $nP_{1/2}$ Rydberg States in $^{85}$Rb
我们利用毫米波光谱技术在激光冷却的$^{85}$ Rb原子系综上测量了$nP_{1/2}$里德堡态的超精细结构。系统的不确定性，在我们的测量从塞曼分裂引起的杂散磁场和偶极-偶极相互作用的两个里德伯原子的因素与所获得的统计不确定性。我们最终测量的$nP_{1/2}$超精细耦合常数为$A_{\text{hfs}}=1.443(31)$ ~GHz。这种测量对于长程里德堡分子的研究、里德堡电测量和涉及$nP_{1/2}$原子的偶极-偶极相互作用的量子模拟是有用的。
2022-07-18 physics.atom-ph quant-ph
Artificial abelian gauge potentials induced by dipole-dipole interactions between Rydberg atoms
我们分析了里德伯原子间的偶极-偶极相互作用对阿贝尔人工规范势和场产生的影响。当两个里德伯原子被均匀激光场驱动时，我们证明了原子-原子和原子-场的相互作用产生了新的、非均匀的人工规范势。我们确定的机制负责这些规范的潜力的出现。后者的分析表达式表明，最强的人工磁场达到的制度之间的偶极封锁制度和制度，其中原子是足够远的距离，使原子-光相互作用占主导地位的原子-原子相互作用。讨论了由共振偶极-偶极相互作用和范德华相互作用产生的人工规范场的异同。我们也给出了一个估计实验上可达到的人工磁场产生这种机制，我们讨论了它们的检测通过偏转的原子运动。
2013-12-05 physics.atom-ph quant-ph
Calibration of electric fields in low-frequency off-resonant Rydberg receivers
Georgia Tech Research Institute（佐治亚理工学院研究所）
该研究通过三光子里德堡激发方案和TEM波导实现低频非共振里德堡接收器电场校准，达到300 MHz时的噪声等效场为106(4) $\mathrm{\frac{μV}{m \sqrt{Hz}}}$。
2026-03-11 physics.atom-ph
Optimizing Four-Wave Mixing in Rydberg Atoms for Microwave-Optical Conversion
该研究通过数值与解析方法探究里德堡原子四波混频的微波-光学转换，分析两种混频构型的效率、暗态影响及限制因素，证实非共振构型适用范围更广、辅助场总功率更低。
2024-08-18 physics.atom-ph
Microwave-assisted Rydberg Electromagnetically induced transparency
我们在一个四能级级联系统中证明了电磁感应透明（EIT），其中两个上层能级是由微波场耦合的里德伯态。由非共振微波场和非共振光场组成的双光子跃迁形成有效的耦合场，诱导探测光的透明性。我们表征的拉比频率的有效耦合场，以及EIT微波谱。结果表明，微波辅助EIT技术可以有效地获得具有较高轨道角动量$\ell=3$的里德堡态，这对研究奇异里德堡态分子具有重要意义.
2018-02-02 physics.atom-ph
Profiling a Rydberg-Atom Electric Field Sensor for Off-Resonant Detection of Sub-100 MHz RF Signals
Georgia Tech Research Institute（佐治亚理工学院研究所）
本文优化了里德伯原子电场传感器，使用蓝宝石蒸气室实现亚100 MHz射频信号的离共振探测，通过AC斯塔克位移检测信号，并在ISM频段测试了灵敏度、最小可探测场和动态范围，同时提出了基于Python的优化程序。
2026-06-08 physics.atom-ph
Van der Waals interaction potential between Rydberg atoms near surfaces
范德华相互作用，作为粒子之间交换光子的结果，可以通过改变这些光子传播的环境来改变。因此，可以通过添加反射表面来控制诸如高度激发的原子或激子之间的里德伯阻塞机制的现象。我们提供了量子电动力学框架的范德华相互作用在nonretarded限制，这是相关的长波长跃迁，如里德伯系统之间的，并显示其与常见的静态偶极-偶极相互作用的密切联系，从而提供了一个概括，包括宏观机构。
2017-11-23 physics.atom-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
Microwave-optical two-photon excitation of Rydberg states
本文报道了磁光阱中Rb里德伯原子的有效微波-光学双光子激发。这种方法允许激发通常不可接近的状态，并提供了一条通往激发高角动量状态的路径。效率源于多普勒宽度的消除，窄带脉冲激光的使用，以及连接过渡的中间态和最终态的巨大电偶极矩阵元。激发是有效的，尽管低的光学和微波功率，分别为1千瓦和1毫瓦的顺序。这是利用里德伯态间的偶极耦合强度来实现里德伯原子的双光子激发。
2018-03-20 physics.atom-ph
Three-body bound states in dipole-dipole interacting Rydberg atoms
我们证明了三个相同的里德伯原子之间的偶极-偶极相互作用可以产生束缚三聚体态。这些状态的微观起源与Efimov物理学有着根本的不同。存在两种稳定的三聚体构型，其中原子在垂直于静态电场的平面中形成等边三角形的顶点。三角形边长通常超过$R\approx 2\,μ\text{m}$，并且由于Kramers简并性，每个构型都是两倍简并的。势阱的深度和三角形边长可以通过外部参数来控制。我们建立了Borromean性质的三聚体状态，分析量子动力学的潜在的井，并描述其生产和检测的方法。
2013-11-21 physics.atom-ph quant-ph
Microwave probes Dipole Blockade and van der Waals Forces in a Cold Rydberg Gas
我们表明，微波光谱的致密里德伯气体被困在超导原子芯片的偶极封锁制度直接揭示了偶极-偶极多体相互作用能谱。我们用这种方法来研究里德伯云的膨胀下的排斥范德华力的影响和冻结气体近似的崩溃。这项研究为多体系统的量子模拟和强相互作用里德伯原子链中的量子信息传输开辟了一条有前途的路线。
2015-02-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamical Crystallization in the Dipole Blockade of Ultracold Atoms
我们描述了一种方法来控制多体状态的扩展合奏的里德伯原子，形成晶体结构，在激光激发的冷冻原子气体。具体地说，我们预测存在一个激发数阶梯激光激发原子系综到里德伯态。每一步都对应于一个结晶状态，其中有一个明确的规则间隔的里德伯原子。我们证明了啁啾激光脉冲可以选择性地激发这些态。最后，我们论证了这种晶体通过原子到光的量子态转移，可以用来产生晶体光子态，并且可以通过光子相关测量来探测。
2009-11-09 physics.atom-ph
Excitation transport through Rydberg dressing
我们展示了如何在不同超精细基态的碱金属原子之间产生长程相互作用，从而实现相干电子量子态迁移。该方案使用原子里德伯态的非共振敷料，利用偶极-偶极激发转移，这是可能的。里德伯州的实际人口一直很小。与直接使用里德伯能级相比，敷料具有很大的优势：它降低了电离概率，并为寿命和相互作用强度提供了额外的调谐参数。我们提出了一个有效的哈密顿量的基态流形，并表明它正确地描述了完整的多态动力学多达5个原子。
2011-08-22 physics.atom-ph
Dynamics of Resonant energy transfer in one-dimensional chain of Rydberg atoms
我们研究了一维链中的两个到五个原子的共振能量转移，通过分析时间依赖的概率作为其原子间距离的函数。系统的动力学首先通过包括最近邻的相互作用，然后占所有下一个邻居的相互作用。我们发现，三原子链的哈密顿量中包含最近邻相互作用在能量传递动力学过程中表现出周期性，而包含全邻相互作用则表现出非周期性。它表明，对于四个和五个原子的等距链，峰总是不规则的，但当内部原子放置得比两端原子更近时，可以检索到规则的峰。在这种排列中，能量转移在两端的原子之间摆动，在中心找到原子的概率非常低。这种现象与量子力学中的牛顿摆相似。我们还找出了最大的距离，能量可以转移到典型的寿命内的里德伯态。
2018-07-09 physics.atom-ph
Effect of finite detection efficiency on the observation of the dipole-dipole interaction of a few Rydberg atoms
我们已经开发了一个简单的分析模型，描述在实验中测量的偶极-偶极相互作用在几个里德伯原子共振碰撞的多原子信号。结果表明，选择性场电离探测器的有限效率导致不同数目的里德伯原子共振碰撞谱的混合。给出了在一定探测效率下估算合适平均里德伯原子数的公式。我们已经发现，在一个和两个原子的信号中观察到的碰撞共振的振幅之间的关系的测量提供了一个简单的绝对检测效率和平均里德伯原子数的测定。我们还进行了钠原子束在小激发体积中的共振碰撞测试实验。分析了1 ~ 4个探测到的里德伯原子的共振态，并与理论作了比较。
2007-10-02 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Observation of the Stark-tuned Forster resonance between two Rydberg atoms
处于高激发里德堡态的冷原子是通过长程偶极-偶极相互作用实现量子计算机量子逻辑门的理想候选者。双量子比特门只需要两个紧密的里德伯原子的受控相互作用。本文报道了在小激光激发体积中首次观测到的两个冷铷里德伯原子之间的共振偶极-偶极相互作用。相互作用的强度通过使用斯塔克效应将里德伯能级微调到福斯特共振来控制。观察到的共振线形状与数值蒙特卡罗模拟吻合得很好。
2010-02-19 physics.atom-ph quant-ph
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
Abelian and non-Abelian gauge fields in dipole-dipole interacting Rydberg atoms
我们证明了两个里德伯原子之间的偶极-偶极相互作用可以导致大量的阿贝尔和非阿贝尔规范场作用于两个原子的相对运动。我们演示了如何规范场可以评估的数值技术。在绝热运动的情况下，在一个单一的内部状态，我们表明，规范场引起的磁场，导致塞曼分裂的旋转状态。特别地，分子势阱的基态由第一激发转动态给出。我们发现，我们的系统实现了一个合成的自旋轨道耦合的相对原子运动耦合到两个内部的两个原子的状态。相关的规范场是非阿贝尔的。
2013-06-25 physics.atom-ph quant-ph
An ultracold heavy Rydberg system formed from ultra-long-range molecules bound in a stairwell potential
我们提出了一个从超冷原子气体中实现重里德堡系统（HRS）的方案。实现大的核间分离的中间步骤是创建一个独特的超远程里德堡分子类的楼梯井势能曲线绑定。在这里，基态原子与里德伯原子结合在一个振荡势中，该振荡势是由于有吸引力的单重态$p$波电子散射而产生的。我们的方法的效用起源于大的电子偶极过渡元素之间的里德伯和离子分子，而超冷气体的核配置被保存。里德伯分子和重里德伯系统之间的拉比耦合通常在MHz范围内，HRS的永久电偶极矩可以大到一千德拜。我们确定了具体的过渡，其中放置的重里德堡系统的实验实现的直接接触的创建。
2020-05-02 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
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
Stark-tuned Förster resonance and dipole blockade for two to five cold Rydberg atoms: Monte Carlo simulations for various spatial configurations
本文给出了不同空间位形下2 ~ 5个冷铷里德伯原子间斯塔克调谐Förster共振和偶极阻塞的蒙特卡罗模拟结果。研究了原子空间不确定性对共振振幅和共振谱的影响。分析了在两个冷里德伯原子之间的Förster共振下观测相干类拉比布居振荡的可行性。光谱和里德堡偶极封锁的保真度计算各种实验条件下，包括非零失谐的Förster共振和有限的激光线宽。结果进行了讨论的背景下的量子信息处理与里德伯原子。
2010-11-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Mean-field energy-level shifts and dielectric properties of strongly polarized Rydberg gases
本文用微波光谱法研究了极化氦里德伯原子在稀气体中由于强静电偶极相互作用而引起的平均场能级移动。研究的里德堡态的主量子数$n=70$和72，电偶极矩高达14050 D，并在脉冲超声束制备的粒子数密度的顺序为$10^{8}$ cm $^{-3}$。实验数据与Monte Carlo计算结果的比较突出了脉冲超声束中最近邻间距分布和强极化里德伯气体的介电性质对微波谱的影响。这些观测结果反映了强极化时原子样品的宏观电学性质的出现。
2016-11-24 physics.atom-ph
Measurement of the electric dipole moments for transitions to rubidium Rydberg states via Autler-Townes splitting
本文报道了铷原子$5P_{3/2}\to nD_{5/2}$与$20<n<48$跃迁的电偶极矩的直接测量。测量是在超冷样品中进行的，通过观察Autler-Townes分裂的三能级梯形方案，通常用于2-光子激发的里德伯态。据我们所知，这是第一次系统地测量铷原子从低激发态到里德堡态跃迁的电偶极矩。由于其简单性和通用性，该方法可以很容易地扩展到其他跃迁和其他原子物种，几乎没有限制。实验结果与理论分析吻合较好，证明了测量方法的可靠性。
2011-03-14 physics.atom-ph quant-ph
Measurement of the Angular Dependence of the Dipole-Dipole Interaction Between Two Individual Rydberg Atoms at a Förster Resonance
我们测量了相对位置受控的两个里德伯原子之间共振偶极-偶极相互作用的角度依赖性。通过在原子上施加静电场和磁场的组合，我们证明了在福斯特共振下隔离单个相互作用通道的可能性，该通道显示出明确的角度依赖性。我们首先通过光谱确定选择的福斯特共振，然后直接测量两个原子之间的相互作用强度，作为核间轴和量子化轴之间角度的函数。我们的结果与预期的角度依赖性$\propto(1-3\cos^2θ)$，并代表了一个重要的一步量子态工程的二维阵列的单个里德伯原子。
2015-08-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherently delocalized states in dipole interacting Rydberg ensembles: the role of internal degeneracies
研究了简并原子态对偶极-偶极相互作用里德堡体系激子离域的影响。使用冻结气体和规则的一维，二维和三维晶格排列为例，我们看到，简并可以增强离域的情况相比，当没有简并。利用磁场提供的塞曼分裂，我们可控地提升简并度，详细研究了简并和非简并区之间的转变。
2021-03-14 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph quant-ph
