Observation of interference effects via four photon excitation of highly excited Rydberg states in thermal cesium vapor
本文报道了利用四步激发方案在热铯蒸气中观测到高激发里德堡态的电磁感应透明和吸收。这种四步方案的优点是，最终跃迁到里德伯态有一个大的偶极矩，可以实现类似的拉比频率的两个或三个步骤的激发方案使用两个数量级少的激光功率。该方案使新的应用，如失相自由里德堡激发。观察到的线形与基于多级光学布洛赫方程的模拟结果吻合良好。
2015-11-22 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
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
Creation of vibrationally-excited ultralong-range Rydberg molecules in polarized and unpolarized cold gases of ${}^{87}$Sr
研究了31个$\lesssim n \lesssim41$在极化和非极化$^{87}$ Sr冷气体（$T\sim900$ ~nK）中基态和激发态振动能级产生超长程里德堡分子（ULRM）的光激发速率.测量的生产率的$ν=0, 1$和2个振动水平揭示了相当不同的$n$的依赖性，通过评估与不同的振动水平和分子旋转状态的激发相关的弗兰克-康登因子进行分析。特别地，对于自旋极化费米子的气体，只有具有奇数旋转量子数的里德伯二聚体被激发，这是由于它们的波函数相对于交换是反对称的要求。这些数据还表明，振动激发的$ν=1$分子的形成的测量可以提供一个探针的对相关的中间长度尺度从$\sim20$ ~nm延伸到大于250~nm。
2019-09-10 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
Full counting statistics of laser excited Rydberg aggregates in a one-dimensional geometry
我们实验研究了准一维里德堡气体激发的少体里德堡聚集体的全计数统计。我们测量不对称的激发光谱和增加的二阶和三阶统计矩的里德伯数分布，从中我们确定的平均聚集体大小。与数值模拟的直接比较揭示了液体样的空间相关性的存在下，并表明初始晶粒周围的聚集体的顺序增长。这些发现证明了耗散效应在强关联里德堡气体中的重要性，并介绍了一种在没有成像的情况下研究强相互作用多体量子系统中时空关联的方法。
2014-01-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Lifetimes of ultralong-range Rydberg molecules in vibrational ground and excited state
由高激发态里德伯原子和基态原子组成的超长程里德伯分子自首次被实验观测以来，就引起了超冷化学领域的广泛关注。特别是它们从里德伯原子继承的有趣的性质，如大小，极化率和结合类型，是令人感兴趣的。该领域的一个悬而未决的问题是与相应的原子里德伯态相比，分子的寿命减少。在这封信中，我们对^3 π（5s-35 s）分子在振动基态和激发态的寿命进行了实验研究。我们表明，寿命依赖于基态原子的密度，这可以描述在一个经典的散射分子和基态原子之间的框架。我们还发现，激发态的分子有一个更减少的寿命相比，基态，这可以归因于向内渗透的束缚原子对由于不完美的量子反射，发生在特殊形状的分子势。
2011-02-20 physics.atom-ph quant-ph
Systematic observation of tunneling field-ionization in highly excited Rb Rydberg atoms
研究了Rb原子里德伯原子中高$n$（90 $\leq n \leq$ 150）多重态在高摆率下的脉冲场电离.在研究的$n$区域系统地观察到两个场电离谱峰，其中低峰处的场值几乎不依赖于歧管中的激发能，而高峰处的场值随着激发能的增加而增加。较高峰分量占总电离信号的比例随着$n$的增加而增加，在$n$ = 147时超过80%。峰值分量的特征行为和与理论预测的比较表明，较高的峰值分量是由于隧穿过程。所得结果首次表明，在这种高激发态的非氢类里德伯原子中，隧穿过程越来越起主导作用。
2002-04-15 physics.atom-ph
Three-dimensional Roton-Excitations and Supersolid formation in Rydberg-excited Bose-Einstein Condensates
研究了原子与高激发里德堡态弱耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的行为。由于后者具有非常强的范德华相互作用，这种耦合诱导了修饰的基态原子之间有效的非局域相互作用，与偶极相互作用相反，它们是各向同性排斥的。然而，人们发现部分吸引力的动量空间，产生了一个roton-maxon激发光谱和过渡到一个超固态的三维凝聚。退相干和损失机制的详细分析表明，这些现象是可观察到的与目前的实验能力。
2010-05-11 cond-mat.quant-gas 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
Ultrafast Dynamics of the Rydberg States of CO$_{2}$: Autoionization and Dissociation Lifetimes
本研究利用阿秒XUV泵浦-探测光电子能谱测量了CO$_{2}$分子Henning锐线里德堡态的超快弛豫动力学，通过建模预解离与自电离的竞争，首次提取了n=4, 5, 6态的自电离和预解离寿命。
2024-07-25 physics.atom-ph physics.chem-ph
Simulating Quantum Spin Models using Rydberg-Excited Atomic Ensembles in Magnetic Microtrap Arrays
我们提出了一个方案来模拟晶格自旋模型的基础上强和远程相互作用的里德伯原子存储在一个大间距阵列的磁性微陷阱。每个自旋被编码在一个集体自旋状态，涉及一个单一的$nP$里德伯原子激发基态碱金属原子通过里德伯封锁准备的合奏。激发激光器关闭后，相邻晶格位置上的里德伯自旋态通过一般的各向同性或各向异性自旋-自旋相互作用相互作用。为了读出集体自旋态，我们提出了一个单一的里德伯原子触发的雪崩方案，其中一个单一的里德伯原子的存在下，有条件地转移大量的基态原子的陷阱，可以很容易地检测到的位置分辨吸收成像。这样的量子模拟器应该允许在几乎任意的二维配置的量子自旋系统的研究。这为工程奇异自旋模型铺平了道路，例如基于三角对称晶格的自旋模型，它可以产生受抑自旋磁性。
2016-07-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Isolated-core quadrupole excitation of highly excited autoionizing Rydberg states
在Sr $^+(N=5)$阈值附近研究了高角动量Sr原子高激发态的结构和光激发动力学。利用共振多光子孤立芯激发记录的光谱进行了分析与计算的基础上的配置相互作用与外部复杂的缩放，处理的相关运动的两个价电子的Sr的第一性原理。结果合理化与模型的基础上多通道量子亏损理论和电子相关微扰处理计算的跃迁偶极矩。总之，这两种方法表明，在光谱中观察到的大多数线产生于一个单一的光学活性状态的相互作用，耦合到初始状态的电偶极跃迁，与整个双激发里德堡系列。对于相同的初始和最终主量子数值，负责这种相互作用的长程电子相关出人意料地消失，这与高$l$ Rydberg电子的准氢性质有关。这种特殊情况，特别是消失的相互作用，令人惊讶地观察到了一个电分离的\emph{quadrupole}-具有与相邻电偶极跃迁类似强度的芯激发。
2023-01-16 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
Directional THz generation in hot Rb vapor excited to a Rydberg state
我们在加热的蒸气室中光学激发$^{85}$ Rb原子到低里德伯态10 D $_{5/2}$，并观察到3.3 THz和7.8 THz的定向太赫兹（THz）光束。这些太赫兹场是由从10 D $_{5/2}$态到11 P $_{3/2}$和8 F $_{7/2}$态的放大自发发射产生的。此外，我们观察到的紫外（UV）光产生的四波混频的光泵激光器和3.3太赫兹领域。我们的特征所产生的太赫兹功率的失谐和泵浦激光器的功率，并确定实验条件有利于太赫兹和紫外产生，分别。我们的方案为产生高功率窄带太赫兹辐射铺平了新的途径。
2020-12-31 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
Highly-Excited Rydberg Excitons in Synthetic Thin-Film Cuprous Oxide
氧化亚铜（${}_2$）是一种很有前途的大主量子数激子里德堡态（$n$）的固态基质，其夸张的波函数尺寸（$\propto n^2)$）促进了巨偶极-偶极（$\propto n^4$）和范德华（$\propto n^{11}$）相互作用，使其成为固态量子技术的理想基础.合成的薄膜Cu ${}_2$ O样品特别令人感兴趣，因为它们可以通过仔细控制的制造无缺陷，并且原则上适合于观察由里德伯阻断引起的极端单光子非线性。在这里，我们提出了光谱吸收和光致发光研究的里德堡激子在合成铜${}_2$ O生长在透明衬底上，报告黄色激子系列高达$n = 7$。我们进行这些研究的功率高达2 mW，温度高达150 K，最高温度可以观察到的里德伯系列。这些结果为可扩展和可集成的片上基于Rydberg的量子器件打开了一个新的门户。
2022-10-28 physics.atom-ph quant-ph
Size-Reduction of Rydberg collective excited states in cold atomic system
大量原子的集体效应表现出光与原子之间增强的相互作用。这在量子光学和量子信息中引起了极大的兴趣。当原子群的集体激发态在拉比振荡中发生变化时，原子群的拉比振荡表现出丰富的动力学性质。在这里，我们实验观察到的里德伯集体态的拉比振荡在冷原子稀释气体的尺寸缩小效应。里德伯集体态首先由里德伯量子存储器产生，通过测量恢复的光场振幅的时间轨迹，我们观察到振荡频率降低的效应，其表现出啁啾特性。这是由同时衰变到整体基态和整体原子损失引起的。所观察到的振荡依赖于耦合激光的有效拉比频率和失谐量，以及来自非均匀加宽的退相。研究结果显示了利用光与里德伯原子相互作用研究大量原子集体效应动力学和操纵单光子波包的潜在前景。
2022-05-18 physics.atom-ph quant-ph
Manipulating ionization path in a Stark map: Stringent schemes for the selective field ionization in highly excited Rb Rydberg atoms
我们发展了一种严格的方法，选择性地研究了高激发Rb里德伯原子中位于相邻流形上下的低角动量（$\ell$）态。该方法充分利用了高转换速率下流形态的脉冲场电离特性：在低转换速率下，原子在第一个避免交叉点处通过绝热跃迁，从邻近流形上的低$\ell$态转移到流形上的最低（最高）态，然后在高转换速率下，原子被驱动到高电场中电离.由于隧穿过程，流形的这些极端状态在完全不同的场下被电离，从而导致严格的选择性。实验证明了实现该方法的两种操作方案。
2002-04-17 physics.atom-ph
Many-body dynamics of holes in a driven, dissipative spin chain of Rydberg superatoms
高里德堡态原子间的强偶极-偶极相互作用可以抑制微米级捕获体积内的多个里德堡激发，并在更大的距离产生相当大的里德堡能级位移。光学微阱中的原子系综然后形成具有集体增强的跃迁速率的里德堡超原子到单激发态。这些超原子可以代表介观的、强相互作用的自旋。我们研究了由激光场驱动的这种有效自旋的规则阵列，该激光场被调谐以补偿相邻超原子之间的相互作用引起的能级移动。在初始的瞬态过程中，一些激发的超原子种子的级联共振促进激发的大簇的超原子。由于自发衰变，系统然后弛豫到具有几乎通用的里德堡激发密度$ρ_{\mathrm{R}} = 2/3$的稳定状态。这种状态的特点是高度非平凡的准粒子的平衡动力学-激发空穴的晶格里德伯激发超原子。我们推导出一个有效的多体模型，占空穴流动性以及不断创造和湮灭的空穴相互碰撞后。我们发现，孔表现出几乎不可压缩的液相高度亚泊松数统计和有限范围的密度-密度相关。
2017-06-14 physics.atom-ph
Magic trapping of a Rydberg ion with a diminished static polarizability
高度激发的里德伯态通常是极端可极化的，并且对电场极端敏感。因此，限制在电场中的里德伯离子具有依赖于状态的俘获电势。我们通过耦合两个静态极化率相反的里德堡态，设计了一个对电场不敏感的里德堡态，实现了与态无关的魔阱。我们表明，魔法捕获的离子可以相干激发到里德堡态，而不需要控制离子的运动。
2020-05-25 physics.atom-ph quant-ph
Resonant stroboscopic Rydberg dressing: electron-motion coupling and multi-body interactions
本文研究两种共振频闪里德伯缀饰方案，揭示非绝热与绝热情形下均可通过电子-运动耦合产生显著的多体相互作用。
2024-11-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg rings
处于高激发里德堡态的原子具有显著的性质，是研究强相互作用多粒子系统中量子现象的有力工具。我们研究了处于环形晶格中的碱金属原子，并将其激发到里德堡态。该系统构成了研究相干演化量子多粒子系统在无热浴条件下热化的理想模型系统。此外，它提供了令人兴奋的前景，创造纠缠的多体量子态，可以作为一种资源，用于产生单光子。
2010-08-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ultrafast Many-Body Dynamics in an Ultracold Rydberg-Excited Atomic Mott Insulator
该研究在三维单位填充原子 Mott 绝缘体的里德伯激发晶格中，用阿秒精度 Ramsey 干涉观测皮秒多体动力学，并证明需纳入量子涨落，为模拟强关联电子动力学提供平台。
2022-01-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg ions in coherent motional states: A new method for determining the polarizability of Rydberg ions
本文提出了一种测量束缚在Paul阱谐振势中的里德伯离子极化率的方法。对于高激发电子态，电子波函数和俘获场之间的耦合根据离子的运动状态修改激发概率。这种相互作用强烈地依赖于激发态的极化率，并表现在离子的状态依赖的长期频率。我们初始化一个单一的捕获$^{40}$钙$^+$离子从运动基态到相干态与$|α|$高达12使用的陷阱段上的电压。首先在长寿命的3D $_{5/2}$状态中初始化的内部状态在双光子过程中经由5 P $_{3/2}$状态被激发到Rydberg S $_{1/2}$ -状态。我们探测由于里德伯激发，随后衰减到内部地面4S $_{1/2}$状态的3D $_{5/2}$状态的耗尽。通过分析得到的光谱，我们提取的Rydberg态的极化率与数值计算相一致。该方法易于实现，适用于不同的里德堡态，而不管它们的主量子数或角量子数量子数。用里德伯离子晶体进行量子门操作需要一个精确的状态极化率值。
2022-08-23 physics.atom-ph quant-ph
Observation of intrastate and interstate facilitation between Rydberg S, P and D levels
CNR-INO（意大利国家研究委员会光学研究所）；Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa（比萨大学物理系）
研究通过实验观察Rydberg能级在近邻Rydberg原子作用下非共振激发的促进现象，发现蓝移和红移调制下的激发增强及正Mandel Q参数，验证了Rydberg-Rydberg相互作用对S、P和D能级的促进作用。
2026-04-22 physics.atom-ph
Rubidium Rydberg macrodimers
我们探讨了高主量子数n里德堡态激发的两个原子之间的长程相互作用，并提出了计算势能面（PES）的各种对称性的双激发ns和np铷原子。我们发现，这些对称性的PES表现出深（~GHz）的势阱，它可以支持非常广泛的（~微米）的束缚振动态（macrodimers）。我们提出了n-缩放关系的深度De的井和这些macrodimers的平衡分离Re，并探讨其响应小电场和稳定性相对于predissociation。最后，我们提出了一个计划，通过光缔合形成和研究这些大二聚体，并显示如何可以探测各种\ell -字符的势阱。
2011-07-16 physics.atom-ph
Long-range potentials and $(n-1)d+ns$ molecular resonances in an ultracold rydberg gas
计算了高激发态铷原子间$0_g^{+}$、$0_u^{-}$和$1_u$对称性的长程分子势。强$np+np$潜力的特点是这些对称性是重要的，在描述相互作用诱导的现象，在高$np$里德堡态的激发光谱。长程分子共振是这样的现象，它们首先在S.M. Farooqi { \it等}，物理修订信函{ \bf 91} 183002。这些共振中的一类发生在对应于激发原子对$(n-1)d+ns$的能量处。这样的共振归因于由于里德伯-里德伯相互作用导致的$\ell$ -混合，使得原本被禁止的分子跃迁变得允许。我们计算了Hund情形（c）中的分子势，用它们找到了共振线型，并与实验结果进行了比较。
2008-01-15 physics.atom-ph
H-, He-like recombination spectra III: $n$-changing collisions in highly-excited Rydberg states and their impact on the radio, IR and optical recombination lines
在中到高密度，电子（去）激发碰撞是占主导地位的过程，为人口或人口减少高里德伯态。特别是，能量变化（$n$变化）碰撞率的准确知识是预测气体星云射电复合谱的决定性因素。文献中存在的不同数据集来自碰撞参量计算或半经验拟合，并且速率系数在2的因子内一致。本文表明，这些不确定性造成的误差低于5%的发射的射电复合线（RRL）的大多数电离等离子体的典型星云。然而，在里德伯能级之间的跃迁被脉泽效应放大的特殊情况下，误差可以增加到20%。我们提出的光学深度和H $nα$线发射的活动星系核（AGN）宽线区（BLR）和猎户座星云水泡的模拟展示我们的发现。
2019-03-18 astro-ph.GA physics.atom-ph
Thermalization of a strongly interacting 1D Rydberg lattice gas
当在稠密原子气体中激发里德伯态时，激发原子的平均数在初始瞬态期后达到一个稳定值。我们揭示了这种稳定状态的起源，出现从一个纯粹的连贯的演化一个封闭的系统。为此，我们考虑一个一维的环形晶格，并采用完全封锁模型，即同时激发的里德伯原子占据相邻的网站是禁止的。我们推导出一个运动方程，它支配着系统在激发数空间中的演化。该方程具有强定域性的定态。我们的研究结果表明，这个状态是一个很好的精度给出的微正则系综的密度矩阵，其中相应的微态是相互作用哈密顿量的零能量本征态。我们分析了里德伯原子数的统计，给出了平衡态下激发态里德伯原子数和曼德尔Q参数的表达式。
2010-02-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
On the treatment of $\ell$-changing proton-hydrogen Rydberg atom collisions
质子与高激发态里德堡氢原子之间的能量守恒、角动量变化碰撞对于精确理解光子退耦时代的原子复合以及原始核合成后的元素丰度具有重要意义。早期研究$\ell$变化碰撞的方法仅对偶极允许（$Δ\ell=\pm 1$）跃迁使用微扰理论.一个精确的非微扰量子力学处理是可能的，但它是在计算成本高激发里德堡态。在这篇文章中，我们将展示如何获得一个精确而简单的半经典极限，并进一步发展由非微扰量子力学处理所提供的物理见解。
2017-07-27 astro-ph.CO physics.atom-ph
Dephasing dynamics of Rydberg atom spin waves
利用里德伯原子相互作用理论，导出了激光激发冷原子蒸气中自旋波对关联函数的解析表达式。该函数控制来自各种空间维度的密集、不均匀的冷原子云的光发射的量子统计。结果产生独特的标度行为的微秒时间尺度上，包括广义指数衰减。与最近的一个雪茄形原子系综实验作了详细的比较[Y。Dudin和A. Kuzmich，Science 336，887（2012）]，其中Rb原子被激发到一组里德堡能级。
2012-10-08 physics.atom-ph quant-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
Rydberg quantum computation with nuclear spins in two-electron neutral atoms
具有两个价电子和非零核自旋的类碱土~（AEL）原子可以被激发到里德堡态，用于量子计算。典型的AEL基态没有超精细分裂，但不幸的是，GHZ尺度的分裂似乎是Rydberg激发所必需的。虽然强磁场可以引起GHz尺度的分裂，但为了避免实验中的噪声，需要弱磁场。在这里，我们提供了两个解决方案，这一突出的挑战与现实的数据，充分研究的AEL同位素。在第一个理论中，两个核自旋量子比特态$|0\rangle$和$|1\rangle$分别在失谐量为$Δ$和0时被激发到里德堡态$|r\rangle$，其中MHz尺度的失谐量$Δ$来自1~G量级的弱磁场。当$Δ$和$Ω$的比例适当时，量子比特态$|1\rangle$可以被完全激发到里德堡态，而$|0\rangle$保持在里德堡态.在第二个理论中，我们证明了通过选择适当的中间态，双光子里德伯激发可以在只有一个核自旋量子比特态的情况下进行。无论磁场大小如何，第二个理论都是适用的。这些理论结合了里德堡封锁的广泛适用性和两电子中性原子核自旋量子存储的无可比拟的优势，为量子计算带来了一种通用的手段。
2021-03-25 physics.atom-ph quant-ph
Spectroscopic electric-field measurement in laser-excited plasmas
利用嵌入离子云中的里德伯原子的斯塔克效应，测量了毫米大小的冷Rb^+离子云中的电场。离子云是由磁光阱中激光冷却的铷原子的紫外光电离产生的。在非常密集的离子云中，里德伯原子激发光谱反映了中性等离子体核和带正电荷的离子壳层的存在。
2000-07-04 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Autoionization of high-$\ell$ core-excited Rydberg states of alkaline-earth-metal atoms
本文结合组态相互作用外复标度法与微扰方法，计算了碱土金属原子在广泛 $n$ 和 $\ell$ 范围内的芯激发里德堡态自电离率，归纳出高 $\ell$ 态自电离的五条普遍规律并提出了标度经验公式。
2023-07-06 physics.atom-ph
Absolute frequency measurements of 85Rb nF7/2 Rydberg states using purely optical detection
用三步激光激发方案测量了~（85）Rb原子高激发nF_（7/2）里德堡态的绝对频率，主量子数n=33-100。这项工作演示了第一个绝对频率测量铷里德伯能级使用纯光学检测方案。里德伯态在加热的Rb蒸气室中被激发，并且通过纯光学手段检测到无多普勒信号。所有的频率测量都是使用波长计进行的，该波长计针对GPS训练的自参考光学频率梳进行校准。我们发现，所测量的水平有一个非常高的频率稳定性，特别是强大的电场。该装置允许测量的状态的精度为8.0MHz。新的测量进行了分析，通过提取修改后的Rydberg-Ritz系列参数。
2010-02-16 physics.atom-ph quant-ph
Coherent and dissipative dynamics of entangled few-body systems of Rydberg atoms
用Lindblad主方程方法对实验观测到的中性原子激发到里德堡态的量子少体动力学进行了数值分析。为此，最多五个铷原子被捕获的光镊，安排在各种二维配置，并激发到里德堡67S态的最近邻封锁制度。它们的相干演化测量随时间变化的基态投影。用林德布拉德方程模型对试验结果进行了分析，并通过系统误差和统计误差分析确定了均匀阻尼和非均匀阻尼。通过对实验结果的模型分析，成功地再现了纠缠系统的相干演化，并给出了与外部校准一致的最佳参数。
2019-02-07 physics.atom-ph quant-ph
Preparation of circular Rydberg states in helium with $n \geq 70$ using a modified version of the crossed-fields method
用改进的交叉场方法在氦原子中制备了含$n=70$的环形里德堡态。这种制备高$n$圆形里德堡态的方法克服了标准交叉场方法在此和更高的$n$值下出现的局限性。实验中，原子在脉冲超声束中运动，原子最初在16.154 G的磁场中通过共振增强双色双光子激发从亚稳态1 s 2s $\,^3$ S $_1$能级被激光光激发到1 s 73 s $\,^3$ S $_1$能级。这些激发的原子然后使用0.844 V/cm的垂直电场极化，并通过微波辐射的脉冲转移到这样的状态，即，当电子去极化时，在零电场中演化成$n=70$圆态。激发态原子通过选择态电场电离检测。通过与所使用的垂直电场和磁场中计算的原子能级结构进行比较，验证了圆形状态制备过程的每个步骤。在最初激发到1 s 73 s $\,^3$ S $_1$能级的原子中，$\sim80$被转移到$n=70$循环态。在$n$的这些高值下，$Δn = 1$圆形到圆形里德堡态跃迁发生在低于20 GHz的频率下。因此，在这些状态下的原子，以及这里提出的圆形状态的制备过程，非常适合于混合腔QED实验与里德伯原子和超导微波电路。
2018-10-25 physics.atom-ph
Phonon dressing of a facilitated one-dimensional Rydberg lattice gas
我们研究了一维里德堡格子气在易化（反封锁）条件下的动力学，该条件实现了所谓的动力学约束自旋系统。在这里，一个原子只有在它的一个邻居已经被激发时才能被激发到里德伯态。一旦两个或多个原子同时被激发，机械力就会出现，它将这个多体系统的内部电子动力学耦合到晶格中的外部振动自由度。这种电子-声子耦合导致所谓的多体态的声子修饰，这反过来又影响了促进动力学。在我们的理论研究中，我们专注于一个方案，其中所有的能量尺度是充分分离的，这样的微扰处理的电子和振动态之间的耦合是可能的。这使得分析得出一个有效的哈密顿连续集群的里德伯激发的存在下，声子敷料的演变。我们分析这个哈密顿量的频谱和显示-通过采用法诺共振理论-里德伯激发和晶格振动之间的相互作用导致出现缓慢衰减的束缚态，抑制某些初始状态的快速松弛。
2022-07-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Rydberg Entangling Gates in Silicon
在本文中，我们提出了一个新的里德伯纠缠门计划，我们从理论上证明有一个数量级的改进，在qualities和速度超过现有的协议。我们发现，将这种门应用于硅中的施主将有助于克服原子精确施主位置和大量的门调谐的苛刻要求，到目前为止，这阻碍了缩放。我们计算了多个捐助物种使用有限元法的多路里德伯相互作用，并表明，诱导电偶极子和范德华相互作用，计算在这里的第一次，是重要的，即使是低的激发态。我们表明，里德伯门操作是可能的施主激发态的寿命内与99.9%的保真度的贝尔态的存在下，消相干的创建。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Observation of effects of inter-atomic interaction on Autler-Townes splitting in cold Rydberg atoms
Raman Research Institute（拉曼研究所）；Indian Institute of Science Education and Research, Pune（印度科学教育研究院浦那分校）
本研究通过冷原子中的Autler-Townes劈裂观测了高激发里德伯原子间的相互作用效应，发现n>100时退相效应导致劈裂展宽急剧增加，并通过Lindblad主方程模拟验证了实验结果。
2025-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Autler-Townes spectroscopy of a Rydberg ladder
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Challenge Institute for Quantum Computation, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校挑战量子计算研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本研究提出双光子自动-汤姆斯共振用于高信噪比分辨瑞德堡共振，实现n=80的高主量子数分辨并用于频率稳定。
2026-02-25 physics.atom-ph quant-ph
Out-of-equilibrium structures in strongly interacting Rydberg gases with dissipation
研究了噪声存在下，里德伯态非共振激发的冷原子气体的非平衡动力学。相互作用和非共振激发之间的相互作用导致初始动力学，其中激发的里德伯原子的聚集体缓慢成核和生长，最终达到长寿命的亚稳态排列，然后在更长的时间尺度上进一步弛豫。这种增长动力学是由一个有效的主方程，允许一个透明的，主要是分析的基础物理的理解。通过大量的数值模拟，我们研究了多体动力学和由此产生的非平衡态在不同维度的相关性。我们的研究结果深入了解了噪音环境中强相互作用里德堡气体的动力学丰富性，并强调了此类系统对于探索软物质类型集体行为的有用性。
2014-02-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Visualization and interpretation of Rydberg states
为了许多目的，希望有一个容易理解和准确的原子状态的图片。这对于高激发态尤其如此，这些高激发态表现出在具有通常量子数值的熟知态类氢轨道中不存在的特征。可以预期，这种可视化是容易获得的。不幸的是，情况并非如此。我们通过展示一些在科学上最有价值的作品中的几个不太幸运的早期演示来说明这些问题，并为这些情况展示更合适的可视化。选择这些案例并不是为了批评作者的方法。相反，我们已经采取了这些非常重要的文件，以强调需要认真的工作与图形表示，这项工作试图成为一部分。在本文中，我们讨论了可视化里德伯态时遇到的问题，回顾了一些现有的演示文稿，并提出了应用指南。本工作的重点是里德伯原子的斯塔克态和相干椭圆态。在椭圆态的部分，我们展示了一些非常新颖的几何解释，这对于分析外场中里德堡态的操纵非常有帮助。我们的演示例子只涉及类氢态。然而，这些技术和分析也适用于里德伯分子和更复杂的高激发原子和分子系统。
2012-03-21 physics.atom-ph
Anderson localization of a Rydberg electron
本文证明单个里德伯原子与基态原子相互作用可实现热力学极限，通过电子谱与紧束缚哈密顿量的映射，揭示里德伯电子的安德森局域化现象。
2023-06-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Molecular Dynamics in Rydberg Tweezer Arrays: Spin-Phonon Entanglement and Jahn-Teller Effect
该研究探究里德堡光镊阵列人工分子系统中的振动电子耦合，发现促进条件下激发里德堡态的系统会发生结构转变并展现微米级自旋-声子纠缠，凸显其用于大尺度分子现象研究的潜力。
2023-08-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
A Rydberg-dressed Magneto-Optical Trap
提出并论证了里德伯修饰Sr原子的激光冷却和囚禁。通过非共振耦合的激发态的一个狭窄的（7 kHz）的冷却过渡到一个高躺里德伯态，我们转移里德伯属性，如增强的电极化到一个稳定的磁光阱工作在$< 1 μK$。通过增加密度到$1 \times 10^{12} \rm{cm^{-3}}$，我们表明，它是可能达到的制度，里德伯打扮原子之间的长程相互作用变得可比的动能，打开一条路线，结合激光冷却与可调的长程相互作用。
2018-01-11 physics.atom-ph
Macrodimers: ultralong range Rydberg molecules
我们研究了两个里德伯原子之间的长程相互作用，并预言了平衡距离为数千玻尔半径的超长里德伯二聚体的存在。计算了两个铷原子在同一激发态$np$下的色散系数$C_{5}$、$C_{6}$和$C_{8}$，发现它们分别具有类似于$n^{8}$、$n^{11}$和$n^{15}$的标度.我们表明，对于某些分子的对称性，这些系数导致长程势阱，可以支持分子结合水平。这样的大二聚体将对它们的环境非常敏感，并且可以探测弱相互作用。我们建议实验来检测这些大二聚体。
2002-01-10 physics.atom-ph
Magic distances in the blockade mechanism of Rydberg p and d states
我们表明，里德伯封锁机制，这是众所周知的情况下的s状态，可以显着不同的p和d状态，由于不同的里德伯塞曼子能级之间的范德华耦合和磁场的存在下。我们表明，特别是，存在相应的双激发态的叠加激光激发的幻数距离。
2014-12-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherent spin-phonon scattering in facilitated Rydberg lattices
本文研究光镊阵列中受助里德伯自旋畴的动力学，揭示初始振动激发导致畴壁与声子相干共振散射，使扩展幂律指数减小并产生相位敏感的宏观非对称扩展。
2023-10-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atm-clus
Ultrafast creation of overlapping Rydberg electrons in an atomic BEC and Mott-insulator lattice
在光晶格（莫特绝缘体）中激发单电子波函数空间重叠的超冷原子阵列将代表一个新的和理想的平台来模拟凝聚相中的奇异电子多体现象。然而，这种高度激发的非平衡系统预计是如此短暂，以至于到目前为止还没有观测到。在这里，我们展示了实现的第一步，通过激发高卧电子（里德伯）态的原子莫特绝缘体与相干超短激光脉冲。当原子的里德堡轨道相互重叠超过主量子数阈值时，原子有效地进行自发Penning电离，导致离子计数统计的急剧变化，雪崩电离的急剧增加和超冷等离子体的形成.这些观测结果表明，实际上产生了具有重叠波函数的奇异电子态，这进一步被玻色-爱因斯坦凝聚体和莫特绝缘体之间电离动力学的显著差异所证实。
2019-10-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Vibrationally highly excited trilobite molecules stabilized by non-adiabatic coupling
本文首次在铷-87中观测到高激发三叶虫里德伯分子的振动态，通过非绝热耦合抑制衰变，实现稳定，并首次直接测量超越玻恩-奥本海默物理。
2025-04-21 physics.atom-ph quant-ph
Emergence of spatial spin-wave correlations in a cold atomic gas
在准一维Rb原子样品中光学激发里德伯自旋波。成对自旋波关联是通过空间选择性地将量子态转移到光场和光的光电相关测量来观察的。的相关性被解释在退相的多重激发自旋波的长程里德伯相互作用。
2012-08-23 physics.atom-ph quant-ph
