Determination of Quantum Defects and Core Polarizability of Atomic Cesium via Terahertz and Radio-Frequency Spectroscopy in Thermal Vapor
本文通过热蒸汽中的太赫兹与射频光谱测量了铯里德堡态间的跃迁频率，全局拟合提取了多种电子态的量子亏损与Cs$^{+}$的偶极和四极极化率，使里德堡态能量估算精度达几MHz或更小。
2025-02-28 physics.atom-ph
An Atomic Linear Stark Shift Violating P But Not T Arising From the Electroweak Nuclear Anapole Moment
本文提出了一种直接检测原子核反极点矩的方法。它是基于碱金属原子在四极相互作用势和磁场作用下基态存在线性斯塔克位移。这种位移正比于由四极势对称轴、外加电场和磁场的方向构成的T偶赝标，一方面涉及四极相互作用引起的超精细相互作用的各向异性，另一方面涉及核内电弱相互作用引起的静电偶极矩。研究了基态铯原子被囚禁在单轴相氦-4中的情况。从明确的评估的超精细结构各向异性和静态的P-奇T-偶偶极推导出最近的经验数据的铯核回极矩，我们预测的斯塔克位移。为了改善目前对电子EDM的限制，将自由铯原子的T奇斯塔克位移设定为实验上限的三倍。
2001-01-29 physics.atom-ph
Measurement of the 6s - 7p transition probabilities in atomic cesium and a revised value for the weak charge Q_W
我们用直接吸收技术测量了铯原子6s - 7 p_{1/2,3/2}跃迁几率。我们用我们的结果加上其他先前测量的跃迁速率来导出矢量跃迁极化率β的精确值，从而重新评估弱电荷Q_W。我们的导出值Q_W=-72.65（49）与标准模型的预测一致，在一个标准差内。
2001-12-20 physics.atom-ph
Single-Photon Rydberg Excitation and Trap-Loss Spectroscopy of Cold Cesium Atoms in a Magneto-Optical Trap by Using of a 319-nm Ultra-Violet Laser System
本文研究了铯原子在磁光阱中的单光子里德伯激发。我们用窄线宽319 nm紫外激光直接将原子从${{6S}_{1/2}}$基态激发到${{nP}_{3/2}}(n=70-100)$里德堡态。里德堡态的检测通过监测当${{6S}_{1/2}} (F = 4)$基态上的部分布居转移到里德堡态时MOT的荧光信号的减少来进行。我们清楚地观察到由于冷却光的陷阱损失谱中的Autler-Townes双峰。利用里德伯原子的大极化率，我们观察到了背景直流电场诱导的Autler-Townes双重态的Stark分裂。通过理论分析研究了斯塔克位移对电场的依赖关系，并由斯塔克分裂的测量结果推断出直流电场。我们发现在冷系综附近存在一个44.8（4）mV/cm的直流电场。这表明高位里德伯原子可以作为直流电场的传感器。
2019-11-21 physics.atom-ph
Atom-interferometric measurement of Stark level splittings
利用铯原子里德伯原子斯塔克图中避免交叉的多个绝热/非绝热通道作为分束器和复合器，用原子干涉法测量能级分裂.我们将冷铯原子的激光激发，电场和检测序列，构成一个（内态）原子干涉仪。对于干涉仪的读出，我们利用依赖于状态的碰撞，它选择性地从检测到的信号中去除一种原子。我们调查的时间和场参数的干涉信号的依赖关系，并发现良好的协议与时间相关的量子模拟的干涉仪。干涉信号的傅立叶分析产生的相干频率与计算的斯塔克图中相应的能级差一致。该方法使光谱的状态，是无法直接激光光谱观测，由于选择规则，并在现场计量的应用。
2015-04-10 physics.atom-ph
Second-order Stark effect and polarizability of a relativistic two-dimensional hydrogen-like atom in the ground state
在瑞利-薛定谔微扰理论的框架下，利用广义Dirac-库仑格林函数的Sturmian级数展开，分析了平面Dirac单电子原子在基态的二阶Stark效应.得到了该系统静态偶极极化率的解析表达式，该表达式包含一个单位辐角的广义超几何函数${}_{3}F_{2}$。以表格形式给出了原子序数为$1\leqslant Z\leqslant68$的相对论平面类氢原子的极化率的数值。本文从非相对论极限下的结果出发，得到了一个计算非相对论二维类氢原子极化率的简单公式。
2018-07-24 physics.atom-ph quant-ph
Determination of the scalar and vector polarizabilities of the cesium $6s \ ^2S_{1/2} \rightarrow 7s \ ^2S_{1/2}$ transition and implications for atomic parity non-conservation
利用最近对铯原子电偶极矩阵元的高精度测量，我们改进了通过态求和方法计算的铯原子$6s \ ^2S_{1/2} \rightarrow 7s \ ^2S_{1/2} $跃迁的标量（$α$）和矢量（$β$）极化率的测定.我们报告的值$α= -268.82 \ (30) \ a_0^3$和$β= 27.139 \ (42) \ a_0^3$的最高精度。我们发现我们的$β$值和过去的首选值之间的差异，导致铯核的弱电荷$Q_w$值的显着移动。未来解决极化率差异的工作对于解释铯的宇称非守恒测量至关重要，这对标准模型之外的物理学有影响。
2019-05-25 physics.atom-ph
Magic frequencies for cesium primary frequency standard
我们考虑了铯和铷原子基态的微波超精细跃迁，这两个原子目前被用作初级和次级频率标准。原子被限制在由圆偏振激光场产生的光晶格中。我们证明，施加一个外部磁场与适当选择的方向可以取消动态斯塔克频移，使时钟跃迁的频率不受激光和磁场的强度。实际上，对于任何离谐振足够远的激光频率都可以实现这一点。
2008-09-16 physics.atom-ph
Direct frequency-comb spectroscopy of $6S_{1/2}$-$8S_{1/2}$ transitions of atomic cesium
利用直接频梳光谱技术研究了热蒸气环境中铯原子$6S_{1/2}$ - $8S_{1/2}$双光子跃迁的绝对频率。通过利用在时间上分离高于和低于双光子共振频率的激光光谱的相干控制方法，在两个空间上不同的位置建立无多普勒吸收，并成像用于高精度光谱。理论分析发现，这些跃迁谱线的测量不确定度低于$5\times10^{-10}$，主要来自激光诱导交流斯塔克位移。
2017-07-20 physics.atom-ph
Measurement of the scalar third-order electric polarizability of the Cs ground state using CPT-spectroscopy in Ramsey geometry
黑体辐射引起的交流斯塔克位移是现代铯微波频率标准系统不确定度的主要来源。该移位在三阶电极化率$α_0^{(3)}$方面被参数化，该三阶电极化率可以从时钟转变谐振的静态电场位移推断。本文报道了一个测量热Cs原子束微分极化率$Δα_0^{(3)} = α_0^{(3)}(F{=}4) - α_0^{(3)}(F{=}3)$的全光CPT泵浦探测实验，并由此推导出了$ α_0^{(3)}(F{=}4) = 2.023(6)_{stat}(9)_{syst}~Hz/(kV/cm)^2$，它对应于标量斯塔克位移参数$ k_{s} = -2.312(7)_{stat}(10)_{syst}~Hz/(kV/cm)^2$。该结果与最近在原子喷泉中的测量结果在两个标准偏差内一致，并排除了最近在Cs蒸气室中获得的另一个结果。
2014-02-24 physics.atom-ph
Infrared dynamic polarizability of HD+ rovibrational states
本文计算了HD $^+$的1 s $σ_g$基态势中振动量子数$v=0-7$和转动量子数$J=0,1$的振转态的动态极化率。明确计算了涉及其他1 s $σ_g$振转态的跃迁的极化率贡献，而电子跃迁的贡献被准静态处理，部分来自现有数据[R.E.莫斯和L. Valenzano，\textit{Molec. Phys.}，2002，\textbf{100}，1527]。我们的模型是有效的波长$>4~μ$ m和用于评估由于黑体辐射（BBR）的电场中遇到的实验高分辨率激光光谱的捕获HD $^+$离子的能级位移。所得的1 s $σ_g$振转态的极化率与现有的精确\textit{ab initio}结果一致。结果表明，由于BBR的斯塔克效应是动态的，不能被视为准静态的，通常是在原子离子的情况下。进一步指出动态斯塔克位移具有张量性质，并强烈依赖于电场的极化状态。给出了BBR引起的Stark位移的数值计算结果，表明HD $^+$中窄振动光线（$\sim 10$ Hz自然线宽）的Lamb-Dicke光谱只在$10^{-16}$水平上受到BBR位移的影响.
2011-06-07 physics.atom-ph
High precision measurement of the hyperfine splitting and ac Stark shift of the $7d$ $^{2}D_{3/2}$ state in atomic cesium
我们报道了在铯蒸气室中用高分辨无多普勒双光子光谱测量$^{133}$ Cs的$7d$ $^{2}D_{3/2}$态的超精细分裂。我们确定的超精细耦合常数$A = 7.3509(9)$ MHz和$B = -0.041(8)$ MHz，这代表了一个数量级的精度提高。我们还得到的核磁八极耦合常数$C$的大小的界限。此外，我们测量了767.8 nm处的$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$跃迁的交流斯塔克位移为$-49 \pm 5$ Hz/（W/cm $^2$），与理论计算一致。我们进一步报告的测量碰撞位移[ $-32.6 \pm 2.0$ kHz/mTorr]和压力加宽的个人超精细水平的$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$过渡。这些测量结果为分析基于铯原子$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$双光子跃迁的光频标的系统效应提供了有价值的信息
2022-10-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Reevaluation of Stark-induced transition polarizabilities in cesium
本文重新评估了铯原子中Stark诱导跃迁极化率$β$，通过更完整地处理激发中间态贡献，得到$β=26.887(38)$ a.u.，解决了$α/β$与$M1/β$两种测定方法之间的分歧，并推荐采用平均值$β=26.912(30)$。
2023-08-14 physics.atom-ph
Measurement of the scalar polarizability within the 5P1/2-6S1/2, 410 nm transition in atomic indium
我们完成了~（115）In在410 nm 5 P_（1/2）-6S_（1/2）跃迁斯塔克位移的新测量。我们测得斯塔克位移常数为kS=-122.92（33）kHz/（kV/cm）^2，对应于6S 1/2和5 P 1/2态极化率之差Δα_0为1000.2（2.7）a.u.。(in原子单位）。这一结果是一个因素的30比以前的测量更精确，是在良好的协议与一个新的理论值的基础上从头计算的波函数在这个三价电子系统。测量是在铟原子束装置中进行的，使用GAN激光二极管系统，并利用FM光谱技术在我们的相互作用区域光学深度通常小于10^-3的条件下提取激光透射光谱。
2013-02-04 physics.atom-ph
Measurement of the radial matrix elements of the $6s \: ^2S_{1/2} \rightarrow 7p \: ^2P_{J} $ transitions in atomic cesium
我们报告测量的吸收强度的铯$6s \: ^2S_{1/2} \rightarrow 7p \: ^2P_{3/2} $和$6s \: ^2S_{1/2} \rightarrow 7p \: ^2P_{1/2} $跃迁在$λ= 456$ nm和459 nm，分别在原子蒸气室。通过同时测量Cs D $_1$线（$6s \: ^2S_{1/2} \rightarrow 6p \: ^2P_{1/2} $）上的吸收强度，其中电偶极跃迁矩是精确已知的，我们能够确定这两条线的约化偶极矩阵元。我们报告$\langle 7P_{3/2} || r || 6S_{1/2} \rangle = 0.5780 \: (7) \: a_0$和$\langle 7P_{1/2} || r || 6S_{1/2} \rangle = 0.2789 \: (16) \: a_0$，分数不确定度分别为0.12%和0.6%。通过这些测量，我们可以减少通过两种不同方法确定的Cs $6s \: ^2S_{1/2} \rightarrow 7s \: ^2S_{1/2} $跃迁的张量极化率值之间的差异。
2013-10-29 physics.atom-ph
Reconciliation of experimental and theoretical electric tensor polarizabilities of the cesium ground state
我们提出了一个新的理论分析的强烈抑制的F-和M-相关的斯塔克位移的Cs基态超精细结构。我们的治疗使用三阶微扰理论，包括非对角超精细的相互作用没有考虑在早期的治疗。数值计算的扰动和使用束缚态n=200产量基态张量极化率与实验值吻合良好，从而弥合了40岁的实验和理论之间的差距。我们进一步发现两个基态超精细流形的张量极化率符号相反，与先前的推导结果不一致。这个符号误差直接影响到一次频率标准中黑体辐射漂移的精确评估。
2006-10-20 physics.atom-ph
Magic polarization for optical trapping of atoms without Stark-induced dephasing
我们证明了在光阱中基态超精细跃迁的微分交流斯塔克位移可以通过适当的偏振态来消除。我们利用碱金属原子的矢量极化率来产生与极化相关的交流斯塔克位移，类似于塞曼位移。我们研究的是|2S 1/2，F=2，mF=-2>到|2S_（1/2），F=1，mF=-1>态，观察到0.59 ± 0.02Hz的线宽，询问时间为2s，叠加态的相干时间为0.82 ± 0.06s。讨论了窄线宽和长相干时间对利用光晶格中的原子进行精密光谱学和量子信息处理的影响。
2013-11-06 physics.atom-ph
Stark shift of the $A^2Π_{1/2}$ state in $^{174}$YbF
我们测量了YbF中$A^2Π_{1/2} - X^2Σ^+$跃迁的Stark位移。我们使用的分子束三重共振方法，与两个激光跃迁作为泵和探针，由射频过渡，标签一个单一的超精细过渡的X状态的协助。在减去已知的基态Stark位移后，我们得到了用于状态$A^2Π_{1/2}(J=1/2,f)$的静电极化率的$70.3(1.5) $ Hz/（V/cm）$^2$的值。由此，我们计算出$A^2Π_{1/2}(v=0)$态的电偶极矩的值$μ_e=2.46(3)$ D。
2005-09-12 physics.atom-ph
Elliptical polarization for molecular Stark shift compensation in deep optical traps
在光偶极阱中，分子的激发转动态可能经历与基态非常不同的光位移。对于具有两个极化率分量（平行和垂直）的颗粒，例如线性$^1Σ$分子，可以通过选择椭圆极化来使差分位移为零。当偏振矢量的一个分量是$\pm i\sqrt{2}$乘以正交分量时，激发旋转态的子能级的光位移在高光强下接近基态的光位移。在这种情况下，波动的陷阱强度不需要限制基态和激发转动态之间的相干性。
2018-06-29 physics.atom-ph
Atom-based radio-frequency field calibration and polarization measurement using cesium $nD_J$ Floquet states
我们研究了基于原子的电场校准和偏振测量的100 MHz的线性偏振射频（RF）场使用铯里德伯原子的电磁感应透明（EIT）在室温蒸气室。校准方法是基于匹配的实验数据与理论Floquet模型的结果。利用的60 $D_J$精细结构Floquet能级表现出$J$ -和$m_j$ -依赖的AC斯塔克位移和分裂，并开发偶数阶RF调制边带。铯60 $D_J$精细结构态的Floquet图显示了不同$m_j$态之间的一系列精确交叉，这些交叉不是RF耦合的。这些精确的电平交叉用于执行RF电场的快速和精确（$\pm 0.5\%$）校准。我们还绘制了三个系列的狭窄避免交叉之间的精细结构Floquet水平相等的$m_j$和不同的$J$，这是弱耦合的RF场通过拉曼过程。耦合导致窄的避免交叉，其也可以被应用为用于RF场校准的光谱标记。我们进一步发现，交叉Floquet水平与不同的$m_j$的线强度比提供了一个快速和强大的测量RF场的极化。
2017-03-07 physics.atom-ph
Relativistic and Radiative Corrections to the Dynamic Stark Shift: Gauge Invariance and Transition Currents in the Velocity Gauge
本文研究了从“长度”（E.r）到“速度”（A.p）规范的“混合”规范变换下动态（ac）斯塔克位移的规范不变性。通过“混合”规范变换，我们理解了一种变换，其中标量势和矢量势被修改，但波函数保持不变。规范不变性的领先的长期是众所周知的，而我们在这里表明，规范不变性下的扰动保持只有当一个考虑到额外的修正的过渡电流，这只存在于速度规范。我们找到一个一般的表达式，这个电流，并适用于辐射和相对论修正的动态斯塔克效应，这是由两个极化率矩阵元素的总和所描述的形式主义。
2018-06-24 physics.atom-ph
Electric field-dependent dynamic polarizability and "magic" conditions for optical trapping of polar molecules
选择超冷原子或分子的“神奇”捕获条件，其中内部状态对经历相同的捕获势，为精确测量和量子计算方案带来了实质性的好处。在这种条件下工作可以确保显著降低超冷样品中不可避免的不均匀性的有害影响。然而，这方面的限制仍然是未开发的超冷极性分子。在这里，我们提出的方法来控制AC斯塔克移动的超冷极性分子的旋转状态，当受到两个陷阱激光和外部电场。我们发现，这两个领域的强度和相对取向的影响的捕获势。特别是，我们预测“魔术电场强度“和“魔术角”，其中的斯塔克位移是独立的直流外电场和分子的旋转状态。
2011-01-03 physics.atom-ph quant-ph
High accuracy measure of atomic polarizability in an optical lattice clock
尽管斯塔克效应是量子力学微扰理论的典型例子，也是最早观察到的光谱位移之一，但它通过黑体辐射成为现代光学原子钟中最大的不确定性来源。通过采用超冷、囚禁原子系综和高稳定度光学钟，我们以前所未有的精度描述了二次斯塔克效应。我们将镱光钟对电场（如黑体辐射）的灵敏度报告为接地和激发时钟电平的差分静态极化率：36.2612（7）kHz（kV/cm）^{-2}。由于室温黑体辐射，时钟的分数不确定度降低了一个数量级，为3 \times 10^{-17}。
2011-12-13 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Measurement of the ac Stark shift with a guided matter-wave interferometer
我们证明了一个导波玻色-爱因斯坦凝聚体干涉仪的实际测量的有效性。利用我们的干涉仪中可获得的大臂间距，在干涉仪的一个臂中的87 Rb原子的能级被校准的激光束移动。由此产生的相移被用来确定在原子共振附近的频率范围内的交流极化率。测量值与理论预期值吻合良好。然而，我们观察到共振附近的过渡加宽，集体光散射效应的指示。这种非线性对于压缩量子态的产生和控制可能是有用的。
2007-09-28 physics.atom-ph
Use of vector polarizability to manipulate alkali-metal atoms
本文回顾并实验演示了利用矢量极化率β操控碱金属原子的多种方法，包括类比塞曼效应、魔幻偏振、魔幻阱深和运动选择性相干布居俘获，并提供了计算极化率与阱参数的程序。
2023-03-22 physics.atom-ph
Dynamic Stark effect and forbidden-transition spectral lineshapes
我们报告的动态（交流）斯塔克效应的禁戒跃迁的实验和理论研究。参数化和描述非共振交流斯塔克位移的一般框架。本文建立了一个计算原子在强驻波中共振激发产生的谱线形状的模型，该模型考虑了非共振交流斯塔克位移。该模型用于分析和解释的交流斯塔克位移的测量静电场诱导\mbox{${\rm 6s^2}~ ^1{\rm S}_0~\to ~{\rm 5d6s}~ ^3{\rm D}_1\:$}过渡在408 nm的Yb原子。结果与假设转变的ac-Stark位移主要由${\rm 6s^2 \:} ^1{\rm S}_0\:$基态的ac-Stark位移所估计的一致。实验和分析的详细描述。这项工作的一个双产品是一个独立的测定（从408 nm跃迁的饱和行为）的斯塔克跃迁极化率，这是发现与我们早期的测量。这项工作是正在进行的努力的一部分，旨在精确测量Yb原子宇称违反效应。
2005-12-16 physics.atom-ph
Investigation of ac-Stark shifts in excited states of dysprosium relevant to testing fundamental symmetries
我们报告测量的微分极化率之间的近简并，相反的宇称态在原子镝在19797.96厘米$^{-1}$。测量了$^{164}$ Dy和$^{162}$ Dy中$|M| = 7,...,10$子能级的微分标量和张量极化率，分别确定为$\bar{\boldsymbolα}_{\scriptscriptstyle BA}^{(0)} = 180\,(45)_\text{stat}\,(8)_\text{sys}$、$\text{mHz}/(\mathrm{V}/\mathrm{cm})^2$和$\bar{\boldsymbolα}_{\scriptscriptstyle BA}^{(2)} = -163\,(65)_\text{stat}\,(5)_\text{sys}$、$\text{mHz}/(\mathrm{V}/\mathrm{cm})^2$。在300 K附近测量了平均黑体辐射引起的塞曼光谱的斯塔克位移，发现对于$^{164}$ Dy和$^{162}$ Dy，分别为$-34(4)$ mHz/K和$+29(4)$ mHz/K。我们的结论是，交流斯塔克相关的系统学将不会限制搜索的变化的精细结构常数，使用镝，下降到$|\dotα/α|=2.6\times10^{-17}$年$^{-1}$的水平，两次测量的过渡频率一年。
2013-11-20 physics.atom-ph
Anisotropic Polarizability of Ultracold Ground-state $^{23}$Na$^{87}$Rb Molecules
本文报道了超冷基态$^{23}\rm{Na}^{87}\rm{Rb}$分子的交流极化率的测量结果。虽然基态旋转态$J = 0$的极化率是各向同性的，但第一激发旋转态$J = 1$的极化率是各向异性的，并且强烈地依赖于光偏振角。我们结合陷阱振荡频率测量和微波驱动的高分辨转动光谱精确地获得了这两种极化率。在优化的光偏振角和光强组合下，两个转动态之间的微分交流斯塔克位移的不均匀性最小，转动相干时间最长.
2020-12-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Measurement of the scalar polarizability of the indium $6p_{1/2}$ state using two-step atomic-beam spectroscopy
我们用两步激光光谱法在铟原子束中测量了$^{115}$ In $6s_{1/2} \rightarrow 6p_{1/2}$激发态跃迁的斯塔克位移。结合这一测量与最近的实验结果，我们确定的标量极化率，$α_{0}$的$6p_{1/2}$状态是$7683 \pm43 \,a_{0}^{3}$的原子单位，一个结果，这与最近的理论计算非常吻合。在这个实验中，一束激光，稳定到$5p_{1/2} \rightarrow 6s_{1/2}$ 410 nm跃迁，被横向引导到原子束，而另一束重叠的激光扫描穿过1343 nm $6s_{1/2} \rightarrow 6p_{1/2}$跃迁。我们利用红外激光束的双音频率调制光谱来测量相互作用区域中的第二步吸收，其中光学深度小于10 $^{-3}$。在我们的实验工作过程中，我们还确定了$6p_{1/2}$状态内的超精细分裂，提高了现有测量的精度。
2016-07-06 physics.atom-ph
Dynamic polarizability of Rydberg atoms: Applicability of near-free electron approximation, gauge invariance and the Dirac sea
里德伯原子在光场中所经历的有质动力能位移可以用自由电子的经典电子能很好地近似。我们研究这样的能量转移量子力学，并阐明它们如何涉及到有质动力转移的非共振场的自由电子。我们推导和评估修正的有质动力自由电子极化率的长度和速度（横向或库仑）规范，同意完全按照规定的规范不变性。我们还展示了如何从狄拉克方程通过狄拉克海状态的总和出现的自由电子值。我们发现，自由电子的交流斯塔克位移来作为一个项的期望值成正比的平方矢量势的速度规范。另一方面，同样的主导贡献，可以得到一阶通过一系列的扩展的确切的能量移动从二阶微扰理论的长度规范。最后，我们数值研究的有效性的自由电子近似。随着主量子数的增加，对自由电子值的修正变小，对于远离共振态的Rb和Sr的60 s态，它远低于百分之一。
2013-08-02 physics.atom-ph
Rydberg Electrometry for Optical Lattice Clocks
使用里德伯态进行电测量，以评估锶中$5s^2$ $^1\textrm{S}_0-5s5p$ $^3\textrm{P}_0$时钟跃迁的二次斯塔克位移。通过使用电磁感应透明测量高度激发的$5s75d\;^1\textrm{D}_2$状态的斯塔克位移，我们表征了具有足够精度的电场，以提供对时钟过渡的系统移位的严格约束。利用理论推导和实验验证的里德堡态的极化率，我们可以测量剩余场，其不确定度远低于$1 \textrm{V} \textrm{m}^{-1}$。该分辨率允许我们将时钟转换的二次斯塔克移位的分数频率不确定性约束为$2\times10^{-20}$。
2017-06-06 physics.atom-ph
Fast programmable entanglement of Barium ion qubits using Rydberg states and AC-Stark shifts
本文提出利用钡离子里德伯态和1310 nm电信波段交流斯塔克位移实现快速可编程纠缠，通过双光子激发和光强调制实现亚微秒离子对纠缠门及独立寻址。
2025-07-22 physics.atom-ph
Polarizabilities of Rn-like Th4+ from rf spectroscopy of Th3+ Rydberg levels
用共振激发斯塔克电离光谱（RESIS）对Th ~（3+）高Ln =37能级的精细结构进行了高分辨研究。测量了L=9至L=15能级之间的间隔，并使用远程有效势模型分析了结果。Th ~（4+）的偶极极化率为aD= 7.720（7）a.u.。四极极化率为21.5（3.9）a.这两个测量值都代表了对这种高度相对论性离子的先验理论描述的重要测试。
2011-04-22 physics.atom-ph
Measurement of dynamic Stark polarizabilities by analyzing spectral lineshapes of forbidden transitions
我们测量了镱原子激发态3D 1的动态标量和张量极化率。通过分析在静电和磁场存在下由共振光驻波驱动的408 nm 1 S 0-> 3D 1跃迁的光谱线形来测量极化率。由于原子与驻波的相互作用，谱线的形状具有与极化率相关的特征畸变。一个理论模型被用来模拟的线形和确定的结合的极化率的基态和激发态通过拟合模型的实验数据。该组合的测量不确定度为13%，其中只有3%是由于模拟和拟合过程中的不确定性。通过比较两种不同的极化率组合，首次测量了态3D 1的标量极化率和张量极化率。我们表明，这种技术可以应用到类似的原子系统。
2010-09-29 physics.atom-ph
Ionisation rate and Stark shift of a one-dimensional model of the Hydrogen molecular ion
本文研究了H $_{2}^{+}$离子一维模型的电离率和斯塔克位移。这两个量的发现减少到一个复特征值问题的解决方案。我们解决这个问题的数值和解析。在后一种情况下，我们考虑小的外部静电场和小的核间距的制度。我们发现一个很好的协议与这两种方法计算的电离率，即使当近似结果被推到超出其预期的有效性。电离率对外部静电场的微小变化非常敏感，对于外部场强度的微小变化，电离率跨越多个数量级。还研究了电离对核间距的依赖性，因为这与分子物理学中的实验方法有直接联系。结果表明，对于大的距离的电离率饱和，这是一个直接后果的行为的能量本征值与核间距。Stark位移的计算，从中我们提取的静态极化率H $_{2}^{+}$和比较我们的结果与其他作者使用更复杂的方法发现。
2020-08-11 physics.atom-ph
Atomic-scale Stark-shift spectroscopy and microscopy of organic molecules
Centro de Física de Materiales (CFM-MPC), CSIC-EHU（材料物理中心（CFM-MPC），CSIC-EHU）；Department of Electricity and Electronics, FCT-ZTF, EHU（电气电子系，FCT-ZTF，EHU）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）
本研究提出了一种原子尺度斯图尔特移光谱学方法，用于解析单分子在强不均匀电场下的激发态电荷动态。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Controlling the ac Stark effect of RbCs with dc electric and magnetic fields
我们研究了静电场和磁场对超冷玻色子$^{87}$ Rb $^{133}$ Cs分子微波跃迁的差分交流斯塔克位移的影响，波长为$λ= 1064~\mathrm{nm}$。在这个波长附近，我们观察到意想不到的双光子跃迁，可能会导致陷阱损失。利用第一转动跃迁的微波光谱测量了外磁场和电场中的交流斯塔克效应。我们量化的各向同性和各向异性的分子极化率在这个波长的部分。我们证明了适度的电场可以使核自旋与转动角动量解耦，从而大大简化了交流斯塔克效应。我们利用这种简化来控制交流斯塔克位移使用的偏振角的捕获激光。
2020-07-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-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
AC Stark Effect in Ultracold Polar RbCs Molecules
我们研究了远场共振光阱对超冷玻色子RbCs分子的影响。我们使用千赫精密微波光谱测量差分交流斯塔克位移之间的地面和第一激发旋转水平的分子与超精细状态的分辨率。我们通过实验和理论证明，相邻的超精细态之间的耦合表现在丰富的结构与许多避免交叉。这种耦合可以通过旋转线偏振捕获光的偏振来调谐。光谱和参数加热测量的组合允许在基态和第一激发旋转状态下在1550 nm波长处的分子极化率的完整表征。
2017-08-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Thallium 7p lifetimes derived from experimental data and ab initio calculations of scalar polarizabilities
用两种不同的理论方法计算了铊6 p_{1/2}、7 s和7 p_{1/2}态的极化率。两种方法对6 p_{1/2}和7 s态的预测一致性在1%以内，对7 p_{1/2}态的预测一致性在2%以内。我们发现6 p_{1/2} -7 s跃迁极化率差的理论表达式主要由7 s态与7 p_{1/2}和7 p_{3/2}态的混合所决定（大于90%的贡献）.通过将理论表达式与现有的斯塔克位移测量进行比较[Doret等人，Phys.Rev.A66，052504（2002）]中，已经提取了铊7 p激发态寿命的新的高精度值。还计算了7 p_{1/2}态的标量极化率，期望实验确定这个量，这将使6 d_{j}-7 p_{j^{ \prime }}跃迁速率的高精度确定成为可能，并在不久的将来提供两种理论方法的基准测试。
2013-03-19 physics.atom-ph
Angle-of-Arrival Determination of Radio-Frequency Fields Using Stark-Shifted Rydberg-EIT Spectra
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Department of Electrical, Computer, and Energy Engineering, University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校电气、计算机与能源工程系）
本文提出一种利用Stark位移的里德堡-EIT光谱角相关幅度确定射频场到达角的方法，无需相位测量，实验验证了1.27-4 GHz频率下的可行性，不确定度低至0.6°-2°。
2026-09-15 physics.atom-ph
Measurement of the Differential Static Scalar Polarizability of the $^\mathbf{88}$Sr$^{+}$ Clock Transition
本文通过魔幻阱驱动频率和交替微运动方案精密测量了 $^{88}$Sr$^{+}$ 光钟跃迁的差分静态标量极化率，将不确定度降低 3.5 倍，并把极化率相关不确定度降至 $2.2\times10^{-19}$。
2025-07-03 physics.atom-ph
Two-photon polarizability of Ba$^+$ ion: Control of spin-mixing process in an ultracold $^{137}$Ba$^+$--$^{87}$Rb mixture
离子钟是频率标准的最有希望的候选者。最近的研究表明，在频率标准的发展中，询问两个不同频率的激光束具有深刻的优势。本文提出了一个双光子机制的方案，用相对论耦合团簇方法计算Ba $^+$的6 $^2$ S $_{\frac{1}{2}}$和5 $^2$ D $_{\frac{3}{2}, \frac{5}{2}}$的动态极化率.我们说明了斯塔克位移抵消这些时钟状态在双光子魔术波长。这些神奇的波长可以是在离子钟实验中实现更高精度的重要输入。我们还计算了单光子相互作用下的魔波长，作为参考和比较研究。计算出的单光子和双光子魔波长位于光学区域，因此对未来最先进的实验具有重要意义。此外，作为双光子极化率的应用，我们研究了这些极化率对自旋混合过程的影响，$|0,0\rangle$ $\leftrightarrow$ $|+1,-1\rangle$和$|0,0\rangle$ $\leftrightarrow$ $|-1,+1\rangle$，超冷自旋1混合的$^{137}$ Ba $^+$和$^{87}$ Rb原子。我们确定选择这些自旋混合振荡的协议，通过改变外加磁场的强度和询问激光束的频率。
2021-12-06 physics.atom-ph
Polarizability assessments of ion-based optical clocks
结果表明，$^{138}$ Ba $^+$中$S_{1/2}-D_{5/2}$跃迁的动态微分标量极化率可以在宽波长范围内（$λ>700\,\mathrm{nm}$）被确定为低于$0.5\%$的不准确度。这可以使用不需要精确确定激光强度的测量来实现，并且大多数所需的测量已经在文献中。然后，测量激光引起的时钟跳变的ac-stark偏移将提供激光强度的\emph{in situ}测量，达到相同的$0.5\%$不准确度水平，这不容易通过其他手段实现。通过与$^{138}$ Ba $^+$进行比较，这将允许对其他离子中的时钟跃迁进行精确的极化率测量。该方法同样适用于Sr $^+$和Ca $^+$，后者直接适用于Al $^+$ /Ca $^+$量子逻辑时钟。
2019-10-11 physics.atom-ph quant-ph
Hyperfine coupling constants of the cesium $7D_{5/2}$ state measured up to the octupole term
我们报告的测量超精细分裂的$7D_{5/2}$状态的$^{133}$ Cs使用高分辨率无多普勒双光子光谱，通过精确的频率扫描，使用声光调制器。所有六个超精细能级在我们的光谱中被分辨。我们确定了超精细耦合常数A = -1.70867（62）MHz和B = 0.050（14）MHz，这表明A和B的精度都提高了20倍以上。此外，我们的测量是足够精确的磁八极耦合常数C = 0.4（1.4）kHz的值上的界限为$7D_{5/2}$状态。此外，我们还测量了交流斯塔克位移[-46 $\pm$ 4 Hz/（W/cm $^2$）]、碰撞位移和压力展宽，它们对基于$6S_{1/2} \rightarrow 7D_{5/2}$双光子跃迁的光频标具有重要意义。
2022-09-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-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
Measurement of the Blackbody Radiation Shift of the 133Cs Hyperfine Transition in an Atomic Fountain
我们用铯原子喷泉频标测量了黑体辐射产生的电场对铯原子基态超精细跃迁频率（9.2 GHz）的斯塔克位移。在300 K时测得的相对位移为-1.43（11）e-14，与我们的理论估计值-1.49（07）e-14一致。这个值不同于目前接受的-1.69（04）e-14。这种差异对频率标准的准确性、时钟比较以及各种高精度物理测试（如基本常数的时间稳定性）都有重要影响。
2003-10-13 physics.atom-ph
Continuous broadband Rydberg receiver using AC Stark shifts and Floquet States
本文利用交流斯塔克位移和Floquet态实现连续宽带里德伯微波接收机，覆盖1.172 GHz频率范围，并通过Floquet边带耦合显著提升灵敏度，推动雷达与无线通信应用。
2024-07-08 physics.app-ph physics.atom-ph
Double, triple, and quadruple magic wavelengths for cesium ground, excited, and Rydberg states
本文计算了铯Rydberg态的动态极化率，确定了用于同时捕获基态和Rydberg态的双重、三重和四重魔幻波长，为基于铯Rydberg态的量子模拟实验提供了理论指导。
2024-06-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Black Body Radiation Shift of the 133Cs Hyperfine Transition Frequency
本文对133 Cs基态的静态标量极化率和两个超精细能级（mF = 0）之间跃迁频率引起的黑体辐射位移进行了理论计算。这一变化在评估基于原子喷泉的一次频率标准的准确性方面具有根本的重要性，并用于实现国际原子时（TAI）标度中1 e-15级的SI秒。我们计算的极化率值为α_0 =6.600（16）e-39 cm ^2/V，在1 e-3水平上与最近的理论和实验值一致。关于黑体辐射位移，我们发现在T = 300 K时的hyper.ne跃迁频率β =-1.49（7）e-14，与我们小组以及Bauch和Schroder报道的频率测量结果一致[Phys.Rev.Lett. 78，622，（1997）]。该值比基于直流斯塔克位移测量得到的值低2 e-15，也比目前普遍接受的值低。
2003-10-17 physics.atom-ph
Absence of Far-Detuned Attractive Optical Traps for Alkali Rydberg Atoms
Harvard University（哈佛大学）；Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms（哈佛-麻省理工超冷原子中心）
研究证明碱金属瑞利德巴态在远探测激励下无法被单色圆极化光场吸引 trapping，通过分析极化率和测量结果推翻了相关提案。
2026-03-25 physics.atom-ph quant-ph
Measuring the Rydberg Constant Using Circular Rydberg Atoms in an Intensity-Modulated Optical Lattice
本文提出了一种利用圆形冷里德伯原子精确测量里德伯常数$R_{\infty}$的方法。这些状态有很长的寿命，以及可以忽略的量子电动力学（QED）和没有核重叠修正。由于这些优点，测量可以帮助解决“质子半径难题”[Bernauer，Pohl，Sci. Am. 310，32（2014）]。使用里德伯原子光晶格捕获原子，并使用最近演示的晶格调制技术来驱动跃迁以执行无多普勒光谱。循环状态跃迁频率产生$R_{\infty}$。选择激光波长和光束几何形状，使得晶格诱导的跃迁位移最小化。所选择的跃迁没有一阶塞曼和斯塔克修正，只留下可管理的二阶塞曼和斯塔克位移。对于Rb，在存在地球引力的情况下测量的$R_{\infty}$的投影相对不确定度为$10^{-11}$，主要贡献来自剩余晶格位移。在未来的微重力实施中可以减少这种情况。下一个重要的系统来自Rb的$^+$极化率（相对不确定度贡献的$\approx 3 \times10^{-12}$）。
2017-05-07 physics.atom-ph
Highly-polarizable ion in a Paul trap
通常，二次斯塔克效应对离子俘获势的影响很小，只需要在原子钟实验中考虑。在这项工作中，我们激发一个被困离子的里德堡态的极化率$\sim$ ~ 8个数量级高于一个低的电子状态，我们发现，高度极化的离子经历了一个大大不同的捕获电位由于斯塔克效应。我们观察到的陷阱刚度，平衡位置和最小电位的变化，这可以调整使用的陷阱电场。这些影响在于心脏的建议，以塑造运动模式光谱，模拟量子磁性和相干驱动结构相变，此外，我们建议使用这些效果来模拟宇宙粒子的创建，研究量子波动的工作和最大限度地减少离子微动。缓解斯塔克效应是重要的相干控制的里德伯离子，我们说明了这一点，通过进行第一拉比振荡之间的一个低洼的电子状态和里德伯态的离子。
2019-04-17 physics.atom-ph quant-ph
Tune-out wavelengths of the hyperfine components of the ground level of $^{133}$Cs atoms
采用半经验相对论组态相互作用加芯极化方法计算了Cs原子基态的静态和动态电偶极极化率和调谐波长.通过考虑超精细分裂，确定了$^{133}$ Cs原子基态超精细分量的静态和动态极化率、超精细斯塔克位移和调谐波长.发现第一主调谐波长的超精细位移约为$-$ 0.0135 nm和0.0106 nm，与超精细相互作用能非常接近。此外，张量极化率的调谐出波长的贡献被确定为约$10^{-5} \sim 10^{-6}$ nm。
2020-10-21 physics.atom-ph
