High-Accuracy Microwave Atomic Clock via Magic Optical Lattice
提出了一种基于铷原子和铯原子在光晶格中魔波长跃迁的微波原子钟方案。在某些特定的激光波长下，由于激光俘获引起的时钟跃迁的交流斯塔克漂移可以被抵消。与喷泉钟相比，利用魔光晶格，原子钟中的腔频移、碰撞频移和多普勒效应都得到了显著的抑制或消除。通过仔细分析各种来源的时钟不确定度，我们得出结论，微波原子钟的精度优于$2\times10^{-17}$是可行的，这是预期的最好的光学原子钟的精度相同。
2005-12-25 physics.atom-ph physics.optics
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
Dual-colour magic-wavelength trap for suppression of light shifts in atoms
我们提出了一种光学方法来补偿空间变化的交流斯塔克位移出现在原子系综受到强光学控制或捕获领域。引入额外的弱光场会在原子态之间产生有意的扰动，这种扰动被调谐以抑制强场的影响。补偿场抑制了被捕获原子的跃迁频率之一对原子分布和运动的敏感性。我们证明了这种技术在一个冷的铷合奏，并显示在陷阱中的非均匀加宽减少。这种双色方法模拟了现代原子晶格钟中使用的魔术捕获方法，但在选择原子种类，探测跃迁和陷阱波长方面提供了更大的灵活性。
2018-11-11 physics.atom-ph
Vector polarizability of atomic state induced by a linearly polarized vortex beam: External control of magic, tune-out wavelengths, and heteronuclear spin oscillations
用涡旋光束进行的实验表明，人们对控制冷原子的兴趣激增。由于圆偏振光能在原子上产生矢量偏振，而傍轴线偏振光不可能产生矢量偏振，因此大多数控制方案都是由圆偏振光控制的。本文发展了一个原子态与聚焦线偏振涡旋光束相互作用的频率相关极化率理论。在这种类型的线偏振光束中自然诱导的自旋轨道耦合产生原子态的价极化率的矢量分量，服从光束的总角动量守恒。将该理论应用于$^{87}$ Sr $^{+}$离子，采用相对论耦合团簇方法精确计算了时钟跃迁的魔波长和时钟态的调谐波长。线偏振聚焦涡旋光束在动态极化率中的感应矢量分量将虚拟磁场提升到原子态。我们证明，这个虚拟的磁场，取决于光束的聚焦角和OAM，提高了灵活性的相干异质自旋振荡的自旋为1的混合物的$^{87}$ Rb和$^{23}$ Na原子。
2020-11-23 physics.atom-ph
Simulated annealing algorithm for finding periodic orbits of multi-electron atomic systems
我们将模拟退火算法应用于经典多电子原子系统周期轨道的搜索。这是通过在能量约束下最小化到截面的庞加莱曲面上的初始位置的第n个返回距离来完成的。在这里，我们给出的证据的可行性的方法，将其应用到氦原子的基态的一到三个空间维度。我们检查的动态结构，并连接其组织的周期性轨道，我们发现。
2010-09-28 physics.atom-ph
The First Measurement of the $2^{3\!}S_1 - 2^{3\!}P / 3^{3\!}P$ Tune-Out Wavelength in He*
原子物理学的主力，量子电动力学，是物理学中最好的测试理论之一。然而，最近的差异使人们对复杂原子系统的准确性产生了怀疑。为了进一步促进理论的发展，我们的目标是测量亚稳态氦（He*）的跃迁偶极矩阵元（理想的三体实验台），以达到迄今为止的最高精度。我们已经进行了测量的“调谐波长”时发生的动态极化率从所有原子跃迁的贡献之和为零，从而照亮一个原子与此波长的光，然后产生没有净能量转移。这提供了一个严格的约束的过渡偶极子矩阵元素，而没有其他方法的复杂性和不准确性。利用一种新的基于原子激光器的技术，我们首次测量了亚稳态氦中$3^{3}P_{1,2,3}$和$2^{3}P_{1,2,3}$态之间的调谐波长为413.07（2）nm，与[PhysRevA.88.052515]的预测值413.02（9）nm相当。我们还开发了许多必要的方法，以提高这种测量的100 fm的精度水平，它将形成最准确的测定过渡率信息以往任何时候都在他 *，并提供了一个严格的测试原子QED模拟。我们相信这种测量是有史以来最灵敏的光学偶极电位之一，能够检测到$\sim$ 200 pK的电位变化，并广泛适用于原子光学的其他物种和领域。
2022-08-14 physics.atom-ph physics.optics
Magic and tune-out wavelengths for atomic francium
根据已有的能级和跃迁率数据，计算了该体系的频率相关极化率。幻波长的状态不敏感的光偶极捕获确定从计算的光位移的$7s~^2S_{1/2}$，$7p~^2P_{1/2, 3/2}$和$8s~^{2}S_{1/2}$能级的$7s~^{2}S_{1/2}-7p~^{2}P_{1/2,3/2}$和$7s~^{2}S_{1/2}-8s~^{2}S_{1/2}$的过渡，分别。确定了适合于冷却和捕获的紫外、可见和近红外区域中的波长。在600 - 700 nm和700 - 1000 nm区域之间的魔波长，其与$7s-7p$和$7s-8s$跃迁的蓝色和红色失谐，在具有足够功率的激光器可用时是可行的。此外，我们还计算了$7s~^{2}S_{1/2}$基态交流极化率为零时的调谐波长。这些结果是有益的，因为激光冷却和捕获的<$已被用于基本对称性研究，如寻找原子中的电子永久电偶极矩和原子宇称不守恒。
2016-03-25 physics.atom-ph
Bichromatic State-Insensitive Trapping of Cold 133Cs-87Rb Atomic Mixtures
我们研究了两种不同原子种类，铯和铷的混合物的同时状态不敏感的捕获。铯原子和铷原子的魔波长不同，分别为$935.6$ nm和$789.9$ nm，因此单频同时状态不敏感捕获是不可能的。因此，我们确定双色捕获作为一种可行的方法来调整两个魔术波长到一个共同的值。相应地，我们提出了几种常见的魔术波长组合适合于同时状态不敏感的两个原子物种的捕获。
2015-10-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Dual peaks evoluting into single-peak for sub-wavelength 2-D atom localization in a V-type atomic system
该研究针对V型原子系统的二维亚波长原子定位问题，通过调控场失谐量实现双峰定位，引入自发产生相干（SGC）后实现单峰定位，验证了参数灵活调控的定位优势。
2024-02-01 physics.atom-ph quant-ph
Magic wavelength for the hydrogen 1S-2S transition: Contribution of the continuum and the reduced-mass correction
最近，我们研究了氢原子1 S-2S跃迁的魔波长[A.K.，A 92，042507（2015）]。对氢光谱离散部分的虚原子态进行了显式求和，以评估原子的极化率。在本文中，我们补充了光谱的连续部分的贡献，并添加了约化质量校正。发现1 S态和2S态的最低阶交流斯塔克位移相等的魔波长等于514.6nm。在魔波波长处的交流斯塔克位移为-221.6 Hz /（kW/cm ^2），并且在驱动激光频率变化下的魔波波长处的交流斯塔克位移的斜率为-0.2157 Hz/（GHz kW/cm ^2）。
2016-10-12 physics.atom-ph
Using atomic interference to probe atom-surface interaction
我们表明，原子干涉反射从两个适当的偏振倏逝波是敏感的延迟效应在原子表面相互作用的特定的实验参数。研究了原子德布罗意波长的长短极限。前一种情况在半经典近似下（Landau-Zener模型）进行了分析。后者代表了一个量子制度，并通过数值求解相关的耦合薛定谔方程进行分析。我们考虑一个具体的实验方案，并显示铷（短波长）和更轻的亚稳态氦原子（长波长）的结果。然后讨论每个案件的是非曲直。
2000-01-06 physics.atom-ph
Filtered Talbot lens: Producing $λ/2n$-periodic atomic patterns with standing wave fields having period $λ$
我们提出了一个方案，以创建高对比度，周期性的原子密度分布周期$λ/2n$使用塔尔博特效应，其中$% λ$是光场的波长散射的原子和$n$是一个正整数。该{ \em滤波Talbot透镜}由两个驻波光场组成。原子束垂直于磁场传播。第一个场与原子跃迁频率有很大的失谐，它就像一个透镜阵列，聚焦原子。第二个场位于第一个场的原子光学焦点处，与原子跃迁频率共振，并充当振幅掩模，只留下通过其节点的那些原子不受干扰。在与第二场相互作用之后的等于泰伯长度的整数分之一的距离处，形成具有周期$λ/2n$的原子密度光栅。
1999-09-21 physics.atom-ph
Pushing the Limits of the Periodic Table -- A Review on Atomic Relativistic Electronic Structure Theory and Calculations for the Superheavy Elements
本文综述了超重元素原子结构理论的研究进展，重点介绍了超重元素的基态构型和元素在元素周期表中的位置。为了理解大原子序数范围内的电子结构和相关性，正确求解强库仑场中的狄拉克方程以及考虑量子电动力学效应是很重要的。我们特别专注于处理多粒子狄拉克方程时遇到的基本困难。我们进一步讨论了未来的多电子原子结构计算的可能性超出了临界核电荷\(Z_{\rm crit}\approx 170\)，其中水平，如\(1s\)壳潜入负能量连续（\(E_{nκ}<-m_ec^2\)）。由此产生的伽莫夫状态的性质在一个操纵的希尔伯特空间形式主义突出。
2023-01-06 physics.atom-ph
Real-Time Near-Field Terahertz Imaging with Atomic Optical Fluorescence
太赫兹（THz）近场成像是一门蓬勃发展的学科[1]，其应用范围从光束传播的基础研究[2，3]到超材料[4，5]和波导[6，7]的表征。超越衍射极限通常涉及光栅结构或长度尺度短于辐射波长的检测器;在太赫兹域中，这已经使用许多技术实现，包括散射尖端[8，9]和孔径[10]。或者，将太赫兹场映射到光波长上并对可见光成像，消除了扫描局部探头的要求，加快了图像收集时间[11，12]。在这里，我们报告太赫兹光转换使用的气体高度激发的“里德伯”原子。通过收集太赫兹诱导的光学荧光，我们展示了太赫兹驻波的实时图像，我们使用众所周知的原子特性来校准太赫兹场强度。单原子气体不会扭曲太赫兹场，并提供了将结构浸没在太赫兹到光学转换介质内的可能性。
2016-10-12 physics.atom-ph physics.optics
A Wavelength-Insensitive, Multispecies Entangling Gate for Group-2 Atomic Ions
我们提出了一个光学方案，用于产生纠缠共陷相同或不同的碱土原子离子（$^{40}\text{Ca}^+$，$^{88}\text{Sr}^+$，$^{138}\text{Ba}^+$，$^{226}\text{Ra}^+$），其表现出基本的错误率低于$10^{-4}$，并可以实现从紫外到红外的宽范围的激光波长。我们还讨论了这种技术的直接扩展，包括两个最轻的2族离子（$\text{Be}^+$，$\text{Mg}^+$）的多物种纠缠。这种波长不敏感的几何相位门的关键要素是使用基态（$S_{1/2}$）和亚稳态（$D_{5/2}$）电子态作为$σ^z σ^z$光移纠缠门内的量子比特能级。我们提出了一个详细的分析的原则和基本的错误来源，这个门计划，其中包括光子散射和自发辐射退相干，计算两个量子比特门错误率和持续时间在固定的激光束强度在很大一部分的光谱（300 nm至2 $μ\text{m}$）的离子对的分类。我们对比这种技术的优点和缺点对以前的陷阱离子纠缠门，并讨论其应用于量子信息处理和模拟与喜欢和多物种离子晶体。
2020-10-09 physics.atom-ph quant-ph
A tuneable wavelength reference for chip-scale laser cooling
我们展示了一个可调的，芯片级的波长参考，大大降低了冷原子传感器的复杂性和体积。1 mm光程长度的微制造单元提供原子波长参考，通过塞曼移动原子跃迁通过印刷电路板（PCB）线圈产生的磁场来实现动态频率控制。激光频率稳定系统的动态范围进行了评估，并与改进的一代芯片级冷原子平台，陷阱400万87Rb原子。可扩展性和组件整合为冷原子传感器的小型化迈出了关键一步。
2022-12-06 physics.atom-ph
An N-atom Collective State Atomic Interferometer with Ultra-High Compton Frequency and Ultra-Short de Broglie Wavelength, with root-N Reduction in Fringe Width
我们描述了一个集体态原子干涉仪（COSAIN）的信号条纹作为一个函数的相位差或旋转缩小$\sqrt{N}$相比，传统的干涉仪- $N$是原子的数量-没有纠缠。这种效应源于集体态之间的干涉，是$N=10^6$和$v = 300 m/s$在康普顿频率为10兆赫兹或德布罗意波长为10阿托米处干涉的表现。感兴趣的集体状态的布居由零测量方案检测，其中对应于零光子的检测的事件对应于处于该特定集体状态的系统。通过收集斯托克斯光子的受激拉曼散射的荧光来检测信号，斯托克斯光子主要逆着探测光束的方向发射，以获得足够高的共振光密度。发现理想COSAIN的灵敏度由标准量子极限给出。然而，当考虑到检测效率和收集效率时，与采用荧光检测的典型常规拉曼原子干涉仪相比，COSAIN的检测方案显著提高了检测的量子效率，从而产生稳定性的净改善，其为$10$的倍数。我们讨论了如何从实验参数的不均匀性所产生的不均匀性影响COSAIN信号。我们还描述了一个替代的实验方案，以提高共振光密度在COSAIN通过使用交叉线偏振反向传播拉曼光束。
2015-11-11 physics.atom-ph
Optically loaded Strontium lattice clock with a single multi-wavelength reference cavity
报道了一种新型的紧凑型锶光钟的实现，该钟采用二维磁光阱（2D-MOT）作为冷原子源，多波长腔作为稳频系统。所有所需的光频率都稳定在一个零热膨胀的高精细光学谐振器上，并且可以在几周内不进行频率调整的情况下工作。我们提出了完整的表征装置。原子源的光学控制允许我们在没有原子信号归一化的情况下执行低噪声时钟操作。利用交错时钟操作对88 Sr玻色子同位素进行了长期和短期的时钟稳定性测试。最后，我们提出了第一个初步的精度预算的系统。
2022-04-28 physics.atom-ph physics.ins-det
Exact Results for Ionization of Model Atomic Systems
我们提出了严格的结果与束缚态和连续态的量子系统受到任意强度的时间周期场。我们证明了该波函数的形式是具有复准能量的时间周期共振态的和，并且解的色散部分由t^{-1/2}中的幂级数给出。一般来说，每个共振的虚部是负的，导致原子电离，但我们也给出了电离率为零的例子，这意味着存在一个时间周期性的Floquet束缚态。对于小的场强度，复准能具有收敛的微扰展开。
2007-08-04 physics.atom-ph
Magnetic sublevel independent magic wavelengths: Application in the Rb and Cs atoms
提出了一种在与原子与外电场相互作用的矢量分量和张量分量无关的幻波长（$λ_{\rm{magic}}$ s）处捕获原子的一般方案。证明了Rb和Cs原子中激光冷却D2线的$λ_{\rm{magic}}$，并给出了它们在没有矢量和张量贡献时的相应极化率值。因此，这些$λ_{\rm{magic}}$ s是独立的磁子级和超精细的原子状态参与的过渡，因此，可以提供独特的方法来进行许多高精度的测量与最小的系统学。不可避免地，所提出的技术也可以用于其他原子系统中的电子或超精细跃迁。
2016-06-17 physics.atom-ph
Retardation effects in induced atomic dipole-dipole interactions
本文用平均场方法计算了长波长和短波长激光诱导的玻色-爱因斯坦凝聚体中的方位平均延迟偶极-偶极相互作用。我们的计算表明，偶极-偶极相互作用在较短的波长变得显着更强，多达30倍，由于延迟效应。这种增强，随着列入的动态极化率，表明在显着低于以前实现的强度在中性原子凝聚体中诱导长程原子间相互作用的方法。
2016-10-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Experimental observation of magic-wavelength behavior in optical lattice-trapped $^{87}$Rb
我们证明了囚禁$^{87}$ Rb原子微波超精细时钟跃迁的差分交流斯塔克位移的抵消。计量学的最新进展利用了所谓的“魔波长”，由此原子系综可以被激光捕获，激光的波长被选择为使得光学原子跃迁的两个能级经历相同的ac斯塔克位移。由于碱金属简单的电子结构，类似的魔波长技术不可能用于碱金属的微波超精细跃迁。然而，我们表明，交流斯塔克位移消除确实是可以实现的波长，偏振，和磁场的某些值。这种抵消是以牺牲小的磁场灵敏度为代价的。这里展示的技术对涉及精确控制光学捕获中性原子的实验具有影响。
2010-01-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
The Zel'dovich effect and evolution of atomic Rydberg spectra along the Periodic Table
1959年，B.泽尔多维奇预言，在非相对论性库仑问题中，当短程势在小距离处发生畸变时，只要这个势单独支持低能散射共振，束缚态谱就会经历一种特殊的重构。然而，这种效应的实验证据一直缺乏。以前对这种现象的理论研究局限于短程势范围远小于玻尔库仑场半径的情况。我们通过将自己限制在高度激发的s态来超越这个限制。这使我们能够证明，沿着元素周期表，泽尔多维奇效应表现为里德伯光谱的系统周期变化，其周期与原子序数的立方根成正比。这种依赖性，这是由实验和数值数据的分析支持，其起源于原子的离子核心的结合特性。
2005-04-21 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Atomic transitions for adaptive optics
本文综述了高层大气中的原子和离子，包括中间层金属Na，Fe，Mg $^+$，Si $^+$，Ca $^+$，K以及非金属物种N，N $^+$，O，H，考虑到它们在天文自适应光学中的潜力。Na和Fe是创造多色激光引导星的最佳候选者，最强的回报来自两个波长的激发可以达到的跃迁。Ca $^+$和Si $^+$具有强的可见光跃迁，但需要短波长，超过大气截止，用于从基态激发。O、N和N $^+$原子在中间层具有强跃迁和高丰度。这些物种的柱密度和截面积可以高达$10^5$（O）和几百（N和N $^+$），使它们成为放大自发发射的潜在候选者。然而，它们需要真空紫外波长的激发。
2021-07-08 astro-ph.IM physics.ao-ph physics.atom-ph
A Quantum Similarity Study of Atomic Density Functions: Insights from Information Theory and the Role of Relativistic Effects
基于信息论的概念，构造了一种新的量子相似性测度。在应用QSM的原子，新的QSM及其相应的量子相似性指数（QSI）的评估整个周期表，使用的原子电子密度和形状函数计算的Hartree-Fock近似。门捷列夫表的周期性是第一次通过评估的QSM。然而，基于信息论的QSI的评价表明，由于QSM的重整化，周期性的模式丢失，产生化学上不太吸引人的QSI结果。将一个群顶部的给定原子的信息量与后续行中元素的信息量进行比较，揭示了另一种周期性模式。研究了相对论效应对原子电子密度函数的影响。它们的重要性在QSI研究中通过比较每个原子的Hartree-Fock和Dirac-Fock近似中评估的密度函数来量化。相关QSI沿周期表的平滑下降以定量的方式说明了相对论修正随核电荷的增加。
2007-03-18 physics.atom-ph
Periodic table for highly charged ions
Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
本文提出了一种适用于高度电荷离子的元素周期表，基于相对论轨道的电子填充，简化了能级结构描述，并预测了适用于下一代光学原子钟的大量高度禁戒跃迁。
2025-04-15 physics.atom-ph physics.optics physics.plasm-ph
Spin Nutation Induced by Atomic Motion in a Magnetic Lattice
当跃迁频率等于原子速度除以场周期时，在空间周期场中运动的原子受到短暂的周期扰动，并在原子内部态之间发生共振跃迁。我们证明了自旋章动是由这种共振跃迁引起的极化铷（Rb）原子束通过磁晶格。这种晶格是由电流流过一排穿过光束的平行导线而产生的。这种阵列结构，让人想起一个多丝室的粒子探测，允许Rb束通过晶格在各种入射角。通过改变入射角减小了自旋章动的退相。
2010-10-26 physics.atom-ph
Annexing magic and tune-out wavelengths to the clock transitions of the alkaline-earth metal ions
除了我们先前在[J. Kaur et al.，A { \bf 92}，031402（R）（2015）]中描述。矢量分量对原子态动态偶极极化率（$α_d(ω)$）的贡献在评价这些$λ_{\rm{magic}}$中起着重要作用，从而有利于实验中选择激光的圆偏振。此外，这些离子中的实际时钟跃迁是在超精细能级之间进行的。估计了这些超精细跃迁的$λ_{\rm{magic}}$值，发现由于来自$α_d(ω)$的矢量和张量部分的不同贡献，这些超精细跃迁的值不同于原子跃迁的$λ_{\rm{magic}}$。重要的是，我们还提出了$λ_{\rm{magic}}$的值，仅依赖于标量分量的$α_d(ω)$为他们的使用在一个专门设计的陷阱几何这些离子，使它们可以被使用的任何超精细水平的时钟过渡的原子状态之间的明确。我们还提出了明确的$α_d(ω)$值在1064 nm的原子状态与时钟过渡，这可能是有用的创建“高场寻求”陷阱，上述离子使用Nd：YAG激光器。调谐出波长的状态将是免费的斯塔克位移也提出。这些研究所需的电偶极子矩阵元素的准确值，并在确定它们的电子相关效应的趋势也突出显示。
2017-03-27 physics.atom-ph
Measurement of a $^7$Li tune-out wavelength by phase-patterned atom interferometry
原子干涉仪通常使用干涉仪输出端口的总粒子数作为信号，但更精细的空间结构可以包含有用的信息。我们在原子样本上绘制物质波相位图干涉仪将相位转换成原子密度中的可测量图案，我们使用该图案执行671 nm附近的$^7$ Li调谐出波长的第一次直接精确测量。表示为从$|2S_{1/2},F{=}2\rangle{\rightarrow}|2P_{1/2},F'{=}2\rangle$跃迁的失谐，我们发现对于具有$σ^\pm$光偏振的$|2S_{1/2},F{=}2,m_F{=}0\rangle$态的张量移位调谐出3329.3（1.4）MHz，对于标量偏振度的调谐出3310.1（4.9）MHz。该技术可以推广用于直接感测空间变化的相位轮廓。
2019-04-18 physics.atom-ph
Quantum-Limited Atomic Receiver in the Electrically Small Regime
我们使用基于热里德伯原子的量子传感器来接收在极端电小区域中的电磁场中编码的数据，其感测体积比电场波长的立方小$10^7$倍。我们介绍了数据容量的标准量子限制，并在实验中观察到从10 kHz到30 MHz带宽的量子限制数据接收。在这样做的过程中，我们提供了一个有用的替代经典的通信天线，这变得越来越无效时，天线的尺寸是显着小于电磁场的波长。
2018-06-19 physics.atom-ph quant-ph
Atomic density functions: atomic physics calculations analyzed with methods from quantum chemistry
这篇文章回顾了原子密度函数的一些发现，并讨论了从它们中读取化学信息的方法。首先建立了多组态Hartree-Fock方案中原子密度函数的表达式。球谐密度函数的内容和方法来恢复球对称性，在一般的开壳情况下进行处理。在几个例子中说明了密度函数的评价。在论文的第二部分，原子密度函数分析使用量子相似性措施。原子密度函数的比较表明是有用的，以获得物理和化学信息。最后，从信息论的概念，并通过密度函数的比较。特别地，基于Kullback-Leibler形式，构造了一个泛函，揭示了门捷列夫表中的周期性。最后，基于Kullback-Leibler表达式的被积函数构造了一个量子相似性度量，并以不同的方式恢复了周期性。
2011-02-09 physics.atom-ph
Observation of a narrow inner-shell orbital transition in atomic erbium at 1299 nm
我们报告的观察和相干激发的原子上的窄内壳层轨道过渡，连接铒基态$[\mathrm{Xe}] 4f^{12} (^3\text{H}_6)6s^{2}$的激发态$[\mathrm{Xe}] 4f^{11}(^4\text{I}_{15/2})^05d (^5\text{D}_{3/2}) 6s^{2} (15/2,3/2)^0_7$。该跃迁对应于1299 nm的波长，并且是光学闭合的。我们进行高分辨率光谱提取的$g_J$-因子的$1299$-nm状态，并确定四个玻色子同位素的频移。我们进一步证明了原子状态的相干控制，并提取了178（19）ms的寿命，对应于0.9（1）Hz的线宽。实验结果与我们的半经验模型吻合得很好。此外，我们提出了原子极化率的理论计算，揭示了几种不同的魔波长条件。最后，我们利用矢量极化率，并确认了一个可能的魔术波长在532 nm。
2021-05-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optical lattice with spin-dependent sub-wavelength barriers
我们分析了一个三脚架原子光耦合方案，其特征在于两个暗态扮演准自旋态的角色。结果表明，通过适当地配置耦合激光场，可以创建一个与自旋相关的亚波长势垒的晶格。这允许灵活地改变原子运动，范围从有效的砖墙型晶格中的原子动力学到一个暗态中的原子的自由运动和另一个暗态中的原子具有两倍小的周期性的紧密结合晶格。在这两个区域之间，光谱经历了由激光场控制的显著变化。三脚架晶格可以使用当前的实验技术来产生。使用三脚架方案来创建简并暗态的晶格，为自旋有序和对称性破缺开辟了新的可能性。
2021-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Inductively coupled superconducting half wavelength resonators as persistent current traps for ultracold atoms
在实验实现由超导电路和原子系综组成的混合量子系统中，一个关键点是使两个伙伴足够接近，以便建立强量子相干耦合。在这里，我们提出使用半波长超导共面波导谐振器的金属化结构作为超冷顺磁原子的持续电流陷阱。用电感耦合谐振器代替传统的电路量子电动力学中的电容耦合谐振器，利用谐振器结构本身来捕获原子，分析了短端共面波导谐振器的外品质因数，表明它可以很容易地设计成所需的量子线路.谐振器处的磁场配置通过伦敦方程的数值三维模拟来计算。提出了一种将原子系综输运到腔模磁场最大的共面谐振腔间隙中的方法。该配置允许稳定的捕获持续电流和铺平了道路，原子云和腔模式之间的强耦合，这是合作效应所需的，并给出了原子和电路量子电动力学之间的接口。
2013-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Two dimensional sub-wavelength topological dark state lattices
本文提出利用Λ型原子暗态构建二维亚波长拓扑光学晶格，通过设计激光场生成标量势和补偿磁通，实现具有单位陈数的近平坦能带，为模拟量子霍尔系统提供新平台。
2025-10-23 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Synchronization of atomic quantum systems in multi-site optical trapping potentials
先进的量子技术，如量子模拟，计算和计量学正在蓬勃发展的实施大规模配置的相同的量子系统。原子和分子的集合具有具有相同的固有性质的优点，但也需要放置在相同的环境中。在这项工作中，我们提出了一个强大的抑制退相效应和显着增加的相干时间的中性原子系综的光阱阵列。由光阱势引起的差分斯塔克位移的补偿是通过将第二近共振光场叠加到远失谐的捕获光上来实现的。通过Ramsey光谱分析二维偶极阱阵列中$^{85}$ {Rb}原子系综的超精细态相位演化，证明了所实现的相干演化同步.这里提出的实验方法不需要存在所谓的魔波长，并可扩展到其他原子物种被困在各种偶极陷阱配置的任意波长。
2019-05-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Confinement-Induced Resonances in Ultracold Atom-Ion Systems
本文研究了波导中由一个紧束缚离子和一个运动原子组成的系统中的约束诱导共振。我们确定的条件下出现这样的共振在一个广泛的区域-从“长波长”的限制，相反的情况下，当典型的长度尺度的原子-离子极化电位基本上超过横向波导宽度。我们发现相当大的依赖性的共振位置上的原子质量，然而，消失在“长波长和零能量”的限制，其中已知的结果为受限的原子-原子散射再现。我们还推导出一个解析和半解析公式的共振位置在“长波长和零能量”的限制，我们调查的共振位置是如何受到有限的原子碰撞能量的数值。我们的结果可以在不久的将来进行实验研究，可以用来确定原子-离子散射长度，存在离子杂质时原子系综的温度，以及控制线性离子晶体与准一维原子量子气体相互作用中的原子-声子耦合。
2016-06-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
