Breit and QED contributions in atomic structure calculations of tungsten ions
FAC，GRASP2K和MCDFGME代码进行了比较，在三个案例研究中发生的钨离子的辐射跃迁：（一）镍1和镍2线在镍类钨，（二）$3p_{3/2}{-}3p_{1/2}$精细分裂在Cl类钨，和（三）$Kα_{1}$和$Kα_{2}$线在W VIII。各种方法，包括Breit相互作用项和量子电动力学修正原子计算进行检查。电子关联效应也进行了研究和比较Breit和QED的贡献。这里提供的数据可用于估计与高分辨率光谱数据解释相关的理论不确定性。
2019-11-13 physics.atom-ph
Self-limiting electrostriction of a single ion in an ultracold polar gas: From mesoscopic ions to crystalline molecular rings
Stony Brook University（石溪大学）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
该研究探究超冷极性气体中单个离子周围极性分子的自组装，结合全局优化与扩散蒙特卡洛方法，揭示了离子结合极性分子团簇的特殊结构与稳定性，为研究量子浴中带电杂质提供新途径。
2026-08-24 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Theoretical calculation of atomic properties of superheavy elements Z=110-112 and their ions
计算了超重元素Ds（Z=110）、Rg（Z=111）和Cn（Z= 112）及其离子的光谱、电偶极跃迁速率和同位素位移。这些计算是使用最近开发的，有效的版本的从头配置相互作用结合微扰理论治疗遥远的影响。还计算了这三种元素的连续电离势，并与较轻的元素进行了比较。
2019-10-03 physics.atom-ph
The atomic ionization, capture, and stopping cross sections by multicharged ions satisfy the Benford law
研究了本福特定律对不同离子碰撞原子截面数据的适用性。我们发现，对应于理论电离和捕获的中性目标的多电荷离子的截面的数据集满足相当好的本福德定律，不仅为第一位数，但也在一个给定的数量级。还仔细检查了来自国际原子能机构数据库的实验阻止力值，但在这种情况下，由于其小的秩宽度，Benford符合性不太令人满意。在所有情况下，错误，密度的素数，定理的Nigrini和Pinkham的评价和讨论。
2021-06-11 physics.atom-ph
Parity Nonconservation in Odd-isotopes of Single Trapped Atomic Ions
基于Fortson的工作，我们估计了由于Ba+和Ra+离子的不同同位素中的宇称不守恒（PNC）相互作用引起的光移的大小[Phys. Rev. Lett. 70，2383（1993）]。我们已经使用了核自旋无关（NSI）的振幅计算由我们早先[物理。96，163003（2006）; Phys.Rev.A78，050501（R）（2008）]，并且我们在这项工作中采用三阶多体微扰理论（MBPT（3））来估计这些离子中的核自旋相关（NSD）振幅。Ra+被认为是更有利的比Ba+测量NSI和NSD PNC观测。
2010-11-03 physics.atom-ph
Plasma Effects On Atomic Data For The K-Vacancy States Of Highly Charged Iron Ions
本工作的主要目标是估计等离子体环境对高电荷态铁离子中K空位态原子参数的影响，在天体物理背景下的吸积盘周围的黑洞。为了做到这一点，多组态Dirac-Fock计算已经进行了考虑时间平均Debye-Hückel势的电子-核和电子-电子相互作用。本文报道了Fe ~（23+）和Fe ~（24+）离子的电离势、K阈值、跃迁能和辐射发射率的初步结果。
2017-01-20 physics.atom-ph
Mesoscopic coherence in light scattering from cold, optically dense and disordered atomic systems
本文从理论上评述了冷原子、光密原子和无序原子系统光散射中的相干效应。发展的基本理论工具，然后阐述了通过几个物理原子物理学为基础的过程中，已至少部分实验探索。其中包括从相干后向散射效应、原子气体中的随机激光、量子存储器和光阱机制辅助下的光-原子界面中得出的例证。目前的理解和挑战与过渡到高原子密度和散射过程中的协同性也进行了详细讨论。
2017-01-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum gates in mesoscopic atomic ensembles based on adiabatic passage and Rydberg blockade
我们提出了绝热通道中的几何相位补偿方案，该方案可用于实现由任意数量的强相互作用原子组成的原子系综的量子逻辑门。分析了使用受激拉曼绝热通过（STIRAP）或绝热快速通过（ARP）脉冲的双序列的协议。在两个STIRAP序列之间切换失谐的符号，或反转两个ARP脉冲之间的相位，提供了具有良好定义的幅度和相位的状态转移，其独立于里德伯阻断机制中的原子数。使用这些脉冲序列，我们提出了通用的单量子比特和两个量子比特的操作在原子系综包含一个未知数量的原子协议。
2013-05-20 physics.atom-ph quant-ph
Comment on "Atomic data for Ne-like ions useful in plasma diagnostic" by Singh et al. [Can. J. Phys. 96 (2018) 36]
在最近的一篇论文中，Singh等人[Can. J. Phys. { \bf 96}（2018）36]报道了四种类Ne离子（即Hf~LXIII、Ta~LXIV、W~LXV和Re~LXVI）的209个能级中的能级、辐射率和寿命的结果。在计算中，他们采用了GRASP和FAC代码，并根据两组能量之间的比较，评估了它们的能级精确到$\sim$ 0.5~Ryd。然而，两种计算之间的一些能级相差高达$\sim$ 2~Ryd，并且对于三种离子。此外，我们还注意到，他们的一些结果与FAC不能重现，因此，很大的差异。
2018-03-29 physics.atom-ph
Rotational excitation in sympathetic cooling of diatomic molecular ions by laser-cooled atomic ions
Universität Kassel（卡塞尔大学）；Universidad Autónoma de San Luis Potosí（圣路易斯波托西自治大学）；Aarhus University（奥胡斯大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
研究通过激光冷却原子离子与双原子分子离子的库仑相互作用，分析协同冷却过程中旋转激发的影响，评估冷却时间及分子内部状态的纯度。
2026-01-15 physics.atom-ph quant-ph
Density functional theory and non-relativistic photoelectric effects in the few-electron atomic systems
本文导出了三类少电子原子系统中非相对论光电效应的微分截面和全截面的解析公式：（1）中性原子和带正电荷的原子离子，（2）带负电荷的原子离子，（3）单电子原子和离子。我们在这项研究中开发的程序是结合QED方法和原子和离子的密度泛函理论的结果。在所有这些系统中的光电效应被认为是最外层的电子的光剥离和我们的分析是基于密度泛函理论的电子密度（径向）分布在这些原子系统中获得的结果。（1）和（2）类原子系统的光电效应微分截面和全截面的解析公式（与我们的解析公式类似），在以前的研究中还没有得到。
2022-09-27 physics.atom-ph
Tracking evaporative cooling of a mesoscopic atomic quantum gas in real time
随着组成粒子数量的减少，多体系统中热力学和输运性质的波动变得越来越重要。超冷原子气体为介观系统的研究提供了一个干净的环境;然而，时间波动的检测受到典型的破坏性检测的阻碍，排除了对同一样品的重复精确测量。在这里，我们克服了这个障碍，利用增强的光-物质耦合在光学腔中进行微创连续测量和跟踪的时间演化的原子数在准二维原子气体蒸发过程中从倾斜的捕获势。我们证明了足够的测量精度来检测原子数波动远低于泊松统计设置的水平。此外，我们通过原子数的两次相关性来表征蒸发过程的非线性和原子从捕获体积中的传输的固有波动。我们的研究结果建立耦合原子-腔系统作为一种新的实验平台，观察在介观冷原子气体的热力学和输运现象，一般来说，铺平了道路，测量多时间关联函数的超冷量子气体。
2021-09-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Plasma environment effects on K lines of astrophysical interest I. Atomic structure, radiative rates and Auger widths of oxygen ions
目标。在黑洞吸积盘的背景下，本研究的主要目标是估计等离子体环境的原子结构和辐射参数与K-空位态的氧离子的电离序列的影响。方法.我们使用时间平均的Debye-Huckel势的电子-核和电子-电子的相互作用中实施的完全相对论多组态Dirac-Fock（MCDF）方法。结果修正的电离势，K阈值，俄歇宽度和辐射跃迁波长和速率的报告O I - O VII在等离子体环境中的电子温度和密度范围为10 E5 - 10 E7 K和10 E18 - 10 E22 cm-3。
2019-03-11 physics.atom-ph
Rotational state changes in collisions of diatomic molecular ions with atomic ions
Universität Kassel（卡塞尔大学）；Universidad Autónoma de San Luis Potosí（圣路易斯波托西自治大学）；Aarhus University（奥胡斯大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
研究双原子分子离子与原子离子碰撞中旋转态变化的机制，通过数值模拟和解析近似，推导出碰撞能量和分子参数对旋转激发的影响，为分子离子的激光冷却提供理论基础。
2026-01-15 physics.atom-ph quant-ph
Atomic ionization by multicharged ions interpreted in terms of poles in the charge complex space
在这项工作中，我们研究了氢和氦的单电离的碰撞的一个点库仑弹。为了解释这种截面，我们引入了一系列Padé近似。Padé近似的分母的节点在电荷复平面中产生极点。这些极点按照一定的模式随抛射体的速度移动。我们找到了连续畸变波理论的极点位置和一系列实验结果。结果表明，对于给定的碰撞速度，电离截面随入射电荷的变化而振荡。
2020-11-19 physics.atom-ph
Towards experiments with highly charged ions at HESR
原子能合作中心是未来反质子和离子研究设施的APPA支柱的一部分。它的目标是对几乎所有原子物质进行原子物理学研究。原子物理学实验的一个研究领域是在高能电子自旋共振（HESR）中研究强磁场中的碰撞动力学以及电子与重核之间的基本相互作用。在这里，我们给出了一个简短的概述有关的中央仪器在这个存储环的超导实验。
2020-10-26 physics.atom-ph
Photoionisation of Be-like and Li-like atomic oxygen{\it K}-shell photoionisation of O$^{4+}$ and O$^{5+}$ ions : experiment and theory
在法国圣欧班的SOLEIL同步辐射装置上，采用离子-光子合并束技术，首次测量了类铍（O $^{4+}$）和类锂（O $^{5+}$）原子氧离子的{\it K}壳层光电离的绝对截面。用E/ $Δ$ E $\approx$ 3200（$\approx$ 170 meV，FWHM）实现高分辨率光谱，光子能量从550 eV到670 eV。用R矩阵赝态方法分析了实验光谱中观察到的丰富共振结构。结果还与单位核电荷屏蔽常数（SCUNC）计算进行了比较。我们确认了两种离子的强$\rm 1s \rightarrow 2p$共振和O $^{4+}$的{ \it K}壳层光谱中观察到的较弱的$\rm 1s \rightarrow np$共振（$ n \ge 3$）。
2016-11-15 physics.atom-ph
Reexamining Black-Body Shifts for Hydrogenlike Ions
我们调查黑体引起的能量转移的低层次的原子系统，特别强调在当前和计划中的高精度实验中使用的原子氢和电离氦的过渡。精细结构和兰姆位移引起的黑体位移被发现与核电荷数的平方增加，而由于虚跃迁的黑体位移随着核电荷的四次方增加而减少。我们还研究了氢原子的基态由于与黑体光子相互作用而获得的衰变宽度。相应的宽度是由于对更高激发原子能级的激发的不稳定性以及黑体诱导电离造成的。这些效应甚至限制了原子理论中最基本的、先验绝对稳定的“渐近”态，即氢原子的基态的寿命。
2008-09-19 physics.atom-ph
Revisiting Atomic Collisions Physics with highly charged ions, A tribute to Michel Barat
Michel Barat于2018年11月去世，享年80岁，此前他在原子和分子碰撞方面拥有丰富的职业生涯。他积极参与了电子促进模型的形式化，为化学前沿的低能反应碰撞做出了贡献。他研究了高电荷离子的电子捕获机制，转向碰撞诱导的簇解离，最后转向紫外激光激发诱导的生物分子碎裂机制。在这段高度活跃的时间里，他创建了一个实验室，组织了ICPEAC，并积极参与研究管理。本文涵盖了他指导我在高电荷离子（HCI）电子捕获领域的科学活动的十年。尽管开放通道的数量令人印象深刻，米歇尔发现了一种方法来捕捉重要的参数，并简化了几个电子捕获过程的描述;取向倾向，电子促进，真正的双电子捕获，转移电离，转移激发，形成里德堡态，和电子捕获的亚稳态。每一次，米歇尔都与其他团体建立了富有成效的合作关系。
2020-05-15 physics.atom-ph
Regularized perturbative series for the ionization potential of atomic ions
我们研究了带核电荷的$N$ -电子原子$Z$。众所周知，在阳离子（$Z > N$）高$Z$区，原子表现为弱相互作用体系。阴离子（$Z < N$）制度，另一方面，其特征在于在$Z_c \lesssim N-1$的不稳定阈值，低于该原子自发地发射electron. We构建一个正则化微扰系列（RPS）的离子的电离势的等电子序列，精确地再现两个，大$Z$和$Z$附近的$Z_c$限制。大- $Z$展开系数是从微扰理论解析计算的，而在$Z=N-1$的能量曲线的斜率是从一种零程力理论计算的，该理论使用电子亲和力和中性原子与$N-1$电子的共价半径作为输入。相对论效应，在一阶微扰理论的水平，被认为是。我们的RPS公式将用于检查NIST数据库中包含的原子离子电离势值的一致性。
2015-04-08 physics.atom-ph
Hole transitions in multiply-charged ions for precision laser spectroscopy and searching for alpha-variation
我们考虑多电荷离子中的电子空穴（原子系统中充满的壳层中的空位）的跃迁，由于空穴的能级交叉，其频率在光学原子钟的范围内。强E1跃迁为激光冷却和捕获提供了新的选择，而窄跃迁可用于高精度光谱学和基础物理测试。我们表明，空穴过渡可以有极高的灵敏度α变化由于大的相对论修正，并提出候选过渡具有更大的α灵敏度比任何以前看到的原子系统。
2011-03-15 physics.atom-ph
Rapid crystallization of externally produced ions in a Penning trap
研究了外加镁离子在潘宁阱中的冷却动力学、形成过程和介观晶体的几何结构。我们提出了一个冷却模型和测量的缓冲气体冷却和激光冷却的组合，已被发现，以减少离子动能的8个数量级，从几百eV到micro-eV及以下的几秒钟内。随着1000至100000的数量级的离子数，这样的冷却导致离子库仑晶体的形成，其显示与非中性等离子体理论一致的特征壳结构。我们显示的生产和表征的两种离子晶体作为一种手段的交感神经冷却的离子缺乏一个合适的激光冷却过渡。
2016-09-22 physics.atom-ph
Preparation of mesoscopic atomic ensembles with single-particle resolution
纠缠原子系综的分析及其在标准量子极限之外的干涉测量中的应用需要精确地确定原子的数目。我们提出了一种精确的原子荧光检测技术，该技术完全集成到一个实验装置中，用于产生多粒子纠缠量子态。单粒子分辨荧光测量$1$高达$30$原子。根据我们的噪声分析，我们推断，单原子分辨率扩展到一个有限的原子数的$390(20)$原子。我们利用精确的原子数检测来稳定激光冷却原子系综的原子数。对于按需制备的$7$原子的目标系综尺寸，我们实现了$92(2)\,\%$制备保真度，并使用磁光阱上的实时反馈达到低于散粒噪声水平的数波动$18(1)\,\mathrm{dB}$。
2019-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Enhanced laboratory sensitivity to variation of the fine-structure constant using highly-charged ions
我们研究的原子系统，在光学原子钟的频率范围内，并具有增强的灵敏度的精细结构常数，α的潜在的时间变化。高灵敏度是由于来自三个因素的相干贡献：高核电荷Z，高电离度，以及所涉及的状态的构型组成的显着差异。尽管电离能很大，但组态交叉使频率保持在光学范围内。我们讨论了一些有希望的例子，有最大的α原子系统中看到的敏感性。
2010-07-08 physics.atom-ph
Effects of autoionization in electron loss from helium-like highly charged ions in collisions with photons and fast atomic particles
我们从理论上研究了类氦高电荷态离子的单电子损失，包括离子自电离态的激发和衰变。电子损失是由光吸收或与快速原子粒子（裸原子核，中性原子，电子）的相互作用引起的。在一阶微扰理论中考虑了与光子场和快粒子的相互作用。考虑离子的两种初始状态：$1s^2$和$(1s2s)_{J=0}$。我们详细分析了发射图案的形状如何取决于讨论的离子的原子序数$Z_{I}$，特别是通过光吸收和由于在适度的相对论和极端相对论能量的碰撞中的原子粒子的影响之间的相互关系的电子损失。根据我们的研究结果，在电子损失从$1s^2$状态自电离可能会影响发射光谱的形状，只有高达$Z_{I} \approx 35-40$。自电离在来自$(1s2s)_{J=0}$的电子损失中起着更加突出的作用，其中它不仅强烈地影响发射图案的形状，而且还可以显著地增加总损失截面。
2016-08-31 physics.atom-ph
Resolving a discrepancy between experimental and theoretical lifetimes in atomic negative ions
最近，S $^-$的激发态$^{2}P_{1/2}$的寿命被测量为$503\pm 54$ s（Bäckström等人，Phys. Rev. Lett. 114，143003（2015））。$436$的早期理论寿命明显超出了实验误差线。为了研究这种差异，我们进行了系统的和大规模的多组态Dirac-Hartree-Fock计算这个系统。包括相关性和相对论效应的仔细治疗后，我们预测一个很好的收敛值$492$ s的寿命，与不确定性大大低于1%，从而消除了明显的理论和实验之间的冲突。我们还表明，这一结果对应于非相对论极限的$LS$ -近似的M1过渡在这个$^2P$长期。我们还证明了后者的有用性的方法为$^2P$过渡O $^-$，硒$^-$和碲$^-$，以及类似的M1过渡内$^2D$条款在镍$^-$和铂$^-$离子。
2016-09-27 physics.atom-ph
Algebraic tools for dealing with the atomic shell model. I. Wavefunctions and integrals for hydrogen--like ions
今天，众所周知，“氢原子模型”不仅在量子力学的基本原理教学中发挥作用，而且在原子和分子物理学、量子光学、等离子体物理甚至半导体器件的设计中建立有效的理论。因此，分析以及类氢离子的数值解经常需要，分析实验数据和进行相当先进的理论研究。为了支持一个快速和一致的访问这些（库仑场）的解决方案，在这里，我们提出了狄拉克程序，最初已开发的研究（类氢）离子的性质和动力学行为。在目前的版本中，一套Maple程序提供了库仑波和格林函数应用（波）方程从两个，非相对论和相对论理论。此外，除了交互式访问这些功能，一些径向积分也实现了狄拉克程序，这可能有助于用户构建跃迁振幅和截面，因为它们经常发生在离子-原子和离子-光子碰撞理论。
2005-03-01 physics.atom-ph
Selective highly charged ions as the prospective optical clock candidates with quality factors larger than $10^{15}$
我们在这里提出了几个选择性的高电荷离子（HCIs），即镍$^{12+}$和铜$^{13+}$，钯$^{12+}$和银$^{13+}$，不仅承诺是非常高精度的光学时钟低于$10^{-19}$的不确定性，但也提供大于$10^{15}$的品质因数，但具有简单的原子结构的实验装置。此外，这些离子具有较强的光学磁偶极（M1）跃迁比以前提出的HCI时钟。它们可用于冷却和检测技术。为了证明低于$10^{-19}$水平的投影分数不确定性，我们已经估计了由于许多传统的系统学表现在原子钟实验中，如塞曼，斯塔克，黑体辐射，和电四极移，通过执行相关的原子性质的计算的典型数量级。
2018-01-28 physics.atom-ph
High-precision atomic clocks with highly charged ions: nuclear spin-zero $f^{12}$-shell ions
使用高电荷离子的光学原子钟在第19位有效数字的计量学上有着诱人的前景。在这里，我们研究高电荷离子的$4f^{12}$基态电子构型内的跃迁。我们考虑缺乏超精细结构的同位素，并表明通过使用特别选择的虚拟时钟跃迁，可以有效地减少电子四极矩耦合到捕获电场梯度的不利影响。估计的系统分数时钟精度被证明是低于$10^{-19}$。
2012-09-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
On accurate computations of slowly convergent atomic properties in few-electron ions and electron-electron correlations
本文讨论了一种精确数值计算两电子原子/离子慢收敛性质的方法，包括带负电荷的Ps $^{-}$（$e^{-} e^{+} e^{-}$）和H $^{-}$离子，He原子和带正电荷的类氦离子Li $^{+}$到Ni $^{26+}$ .所有这些离子都被认为处于其基态$1^{1}S-$。在本研究中选择的缓慢收敛性质包括电子-核$\langle r^{2 k}_{eN} \rangle$和电子-电子$\langle r^{2 k}_{ee} \rangle$期望值为$k$ = 2，3，4和5。
2016-07-29 astro-ph.SR physics.atom-ph
Collinear Laser Spectroscopy on a Fast Atomic Beam of Boron Generated by Photodetachment of Accelerated B- Ions
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；University of Gothenborg（哥德堡大学）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI重离子研究中心有限公司）
介绍一种通过光剥离中和负离子产生仅含基态原子的原子束用于共线激光光谱的方法，以负硼离子束为测试，虽现有条件下统计和效率受限，但给出改进途径，可用于其他元素及负分子离子。
2026-07-20 physics.atom-ph
Benchmarking Atomic Data for Astrophysics: Be-like Ions between B II and Ne VII
本文报道了B Ⅱ ~ Ne VII类铍离子$n \leq 6$能级的大规模自洽多组态Dirac-Hartree-Fock和相对论组态相互作用计算。考虑到电子相关性的影响，通过大的扩展配置态函数的基础方面，和一个完整的和准确的数据集的激发能，寿命，波长，和电偶极子，磁偶极子，电四极，磁四极线强度，跃迁速率，和振子强度为这些水平提供了每个离子。与现有的实验和理论结果进行比较。激发能的不确定度平均为0.01%，这使得有可能发现和排除错误的识别，并帮助识别涉及天体物理谱中高能级的新谱线。完整的数据集也有助于建模和诊断天体物理等离子体。
2017-12-21 physics.atom-ph
Highly-charged ions as a basis of optical atomic clockwork of exceptional accuracy
提出了一种基于高电荷态离子的新型原子钟。我们考虑了高电荷态离子的$4f^{12}$基态组态中的高禁戒激光可及跃迁。我们对系统效应的评估表明，这些跃迁可用于建造非常精确的原子钟，它可能与最近提出的核钟在精度上竞争。
2012-08-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Distributing entangled state using quantum repeater protocol: Trapped atomic ions in optomechanical cavities
研究了利用量子中继协议实现囚禁原子离子纠缠态的远距离分布。实际上，长距离被分成短的部分，然后在光机械腔中使用纠缠产生和纠缠交换技术，纠缠被分发。为了完成这项任务，我们在光机械腔中执行捕获的原子离子之间的相互作用，对捕获的离子进行适当的测量，并将Bell态测量作为一种众所周知的交换纠缠的方法。相应地，纠缠分布在目标离子之间，具有令人满意的成功概率和纠缠度值。计算了泵浦光的失谐量和振幅对纠缠度和成功几率的影响。随着失谐量的增加，纠缠度和成功概率的起伏减小。通过增加泵浦光的振幅，纠缠的极大值会重复出现更多次，成功几率会经历一个反转-恢复现象。
2021-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Distorted-Wave calculations of atomic ionization by bare ions and antiprotons
Instituto de Astronomía y Física del Espacio, CONICET and Universidad de Buenos Aires（太空天体物理研究所，阿根廷国家科学研究委员会与布宜诺斯艾利斯大学）
本文在CDW-EIS模型下计算了裸离子和反质子引起的原子电离截面，并开发了神经网络替代模型CDWEIS-NN，以扩展数据库覆盖范围，结果与实验吻合良好。
2026-10-20 physics.atom-ph
Light interacting with atomic ensembles: collective, cooperative and mesoscopic effects
合作散射是近年来研究的热点。在这篇文章中，我们讨论了合作散射的概念，从一个广泛的角度来看。我们简要回顾了各种集体效应时发生的光与原子系综相互作用。我们表明，最近在“单光子超辐射”或线性光学系统中的合作散射的背景下讨论的一些效应也可以用“标准光学”来解释，即，使用宏观量，例如磁化率或扩散系数。我们解释了为什么一些集体效应依赖于原子密度，和其他的光学深度。特别是，我们表明，对于一个大的和稀释的原子样品驱动的远失谐激光，荧光的衰减，表现出超辐射和次辐射动力学，仅取决于共振光学深度。我们还讨论了在量子光学社区和介观物理社区中独立研究的概念之间的联系。我们表明，耦合偶极模型预测偏离欧姆定律的漫射光，非相干多重散射可以诱导荧光饱和，我们还表明弱本地化校正的扩散系数和洛伦兹局部场校正的不准确性的磁化率之间的相似性。
2016-09-02 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph physics.optics
High-precision mass spectrometer for light ions
轻原子核，如质子、氘核、Triton和Helion的原子质量的精确知识对于物理学中的几个基本实验是非常重要的。然而，在不同的质谱仪上进行的这些质量的最新高精度测量表明五个标准偏差的不一致性。为了以万亿分之几的相对精度确定最轻离子的质量，并研究这个质量问题，构建了低温多潘宁阱装置LIONTRAP（Light ION TRAP）。这允许通过测量与单个碳离子相比的单个捕获离子的回旋频率来独立且更精确地确定相关原子质量。本文介绍了双补偿圆柱电极潘宁阱的测量原理和第一个双补偿圆柱电极潘宁阱。此外，还对质子和氧原子质量的首次测量活动进行了详细的分析，得到mp = 1.007276466598（33）u和m（16O）= 15.99491461937（87）u。这些数据集的结果已经在[F. Heisse等人，物理修订版信函119，033001（2017）]。对于质子的原子质量，与2014年CODATA值相比，不确定性提高了三倍。
2020-02-26 physics.atom-ph
Entangled states of trapped ions allow measuring the magnetic field gradient of a single atomic spin
利用纠缠态中的囚禁离子，我们提出了在几个$μ$ m的距离检测单个原子的磁偶极子。这需要在约10 $^{-13}$特斯拉/ $μ$ m的水平下测量磁场梯度。我们讨论的应用，例如，在确定离子磁矩的变化范围很广，调查的磁性子结构的离子与水平结构不可访问的光学冷却和检测，并为研究外来或稀有离子，和分子离子。该方案也可用于测量被光学偶极力俘获的中性原子或原子系综的自旋不平衡。由于所提出的方法依赖于离子阱量子信息处理中良好建立的技术，因此其在当前技术的范围内。
2012-07-03 physics.atom-ph quant-ph
A mesoscopic Rydberg impurity in an atomic quantum gas
具有大结合能的巨杂质激发态是探索在少体和多体量子系统中远离平衡动力学的新机制以及原位观测相关性的强有力的探针。受最近超冷原子系综中里德伯激发光谱研究进展的启发，我们发展了一种新的理论方法来描述量子玻色气体中里德伯激发的多尺度动力学。我们发现，从几个到多体动力学的交叉体现在一个戏剧性的变化，从解决分子线的光谱分布广泛的高斯分布代表一个超极化态，其中许多原子绑定到里德伯杂质。我们讨论了这种交叉的温度和密度依赖的光谱签名。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Collisional-Radiative Model for the visible spectrum of $W^{26+}$ ions
利用可见光谱对磁约束聚变等离子体进行诊断，在很大程度上依赖于对原子基本性质的认识。考虑辐射和电子激发过程，建立了W $^{26+}$离子的详细碰撞-辐射模型，其中所需的原子数据用相对论组态相互作用方法计算，并采用Flexible Atomic Code程序实现。用本文的计算再现了在上海电子束离子阱（EBIT）上观测到的332 ~ 392 nm的可见光谱。选择了一些强度比对电子密度敏感的跃迁对作为等离子体诊断的潜在候选。在EBIT等离子体和磁约束聚变等离子体的情况下，从理论上评估了它们的电子密度依赖性。
2015-11-25 physics.atom-ph
Quantum energy flow in atomic ions moving in magnetic fields
结合半经典和新近发展的波包传播技术，我们发现了高激发态离子在磁场中运动的量子自电离过程，其起源是能量从质心转移到电子运动。它服从的时间尺度比相应的经典过程大几个数量级。重要的是，发现并分析了导致电离信号间歇行为的量子相干性现象。建立了电离过程的普遍性质。
2000-06-07 physics.atom-ph physics.gen-ph
Atomic physics experiments with trapped and cooled highly charged ions
在原子物理学的许多基础实验中，俘获和冷却技术已成为非常重要的技术。当应用于高电荷离子限制在潘宁陷阱，这些程序是非常有效的测试量子电动力学在极端的电磁场产生的重高电荷离子，如铀U $^{91+}$。此外，在这些简单的系统中，可以高精度地确定基本常数或核的基态性质。最后，通过研究单个俘获的放射性离子，可以通过观察母体同位素信号的消失和子体同位素信号的出现来详细研究其核衰变。目前正在GSI建造的HITRAP设施将使这种在极低能量下对高电荷离子进行的实验成为可能。还将简要介绍预计将于2014年投入运行的未来反质子和离子研究设施。
2007-04-26 physics.atom-ph physics.gen-ph
Photoionization of astrophysically relevant atomic ions at PIPE
我们回顾了最近的工作已经进行了在光子-离子合并束设置PIPE，永久安装在PETRAIII同步辐射源的XUV光束线P04的DESY在德国汉堡的终端站的天体物理学的兴趣的原子离子的光电离。我们的结果单和多个L-壳层光电离的Fe+，Fe 2+，和Fe 3+离子和单和多个K-壳层光电离的C-，C+，C4+，Ne+，和Si 2+离子在天体物理的背景下进行了讨论。此外，这些实验结果见证了这样一个事实，即在世界上最明亮的同步辐射光源之一的光子-离子合并束方法的实施导致了原子内壳层离子光电离过程的实验研究的突破。
2020-08-12 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.atom-ph
Highly-charged ions for atomic clocks, quantum information, and search for $α$-variation
我们提出了10个高电荷态的离子作为下一代原子钟、量子信息和寻找$α$ -变异的候选者。它们具有到基态的跃迁频率在170-3000 nm之间的长寿命亚稳态、相对简单的电子结构、稳定的同位素和对$α$ -变化的高灵敏度（例如，Sm $^{14+}$、Pr $^{10+}$、Sm $^{13+}$、Nd $^{10+}$）。我们预测它们的性质至关重要的实验探索和突出特别有吸引力的系统，这些应用程序。
2014-05-16 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Trapped ions in Rydberg-dressed atomic gases
我们从理论上研究了浸没在超冷气体里德伯装扮的原子中的囚禁离子。通过偶极禁戒跃迁的非共振耦合，绝热原子-离子势可以变为排斥势。我们研究了原子和单个囚禁离子之间的能量交换，发现这些排斥作用在超冷区会抑制朗之万碰撞。因此，所提出的系统避免了最近观察到的混合原子-离子系统中的离子加热所造成的耦合到离子的射频捕获场，并保持超冷温度，即使在存在过量的微动。
2017-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Cooling atomic ions with visible and infra-red light
我们证明了加载，冷却和检测单电荷的钙离子在表面电极陷阱，仅使用可见光和红外激光的捕获离子控制的能力。相对于使用偶极允许跃迁的冷却的标准方法，我们结合了在729 nm处的四极跃迁的功率加宽与在854 nm处使用偶极允许跃迁的上能级的淬灭。通过观察产生的393 nm荧光，我们能够执行离子的无背景检测。我们表明，该系统可以用来顺利过渡之间的多普勒冷却和边带冷却制度，并验证整个这个范围内的理论预测。我们实现了散射率，可靠地允许碰撞事件后重新冷却，并允许离子从热原子束加载。这项工作与光波导的最新进展相兼容，从而为大规模量子信息处理开辟了一条道路。在电介质材料靠近捕获离子放置的情况下，它具有使用不会导致显著充电的波长的额外优点，这应该有助于远程保持的离子之间的高速率光学接口。
2017-07-26 physics.atom-ph quant-ph
Atomic properties of actinide ions with particle-hole configurations
本文采用组态相互作用和线性化耦合团簇方法相结合的相对论混合方法研究了具有粒子-空穴激发态的系统中的高阶电子关联效应。我们发现配置相互作用部分的计算足够完整的8个电子，同时保持良好的质量的有效耦合集群的核心潜力。对La $^{3+}$的一个测试案例进行了验证，结果与实验结果吻合良好。我们将我们的方法应用于同系物锕系离子Th $^{4+}$和U $^{6+}$，这是实验的兴趣，由于一个难题与共振激发斯塔克电离光谱（RESIS）方法。这些离子对锕系化学也很有意义，这是第一次精确计算它们的原子性质。
2017-12-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Implementation and Application of the Relativistic Equation of Motion Coupled-cluster Method for the Excited States of Closed-shell Atomic Systems
在四分量相对论框架下，采用球原子势，采用耦合团簇运动方程（EOMCC）方法，从闭壳层原子组态产生激发态.这一理论的发展将有助于对许多原子系统中的各种原子性质进行高精度的计算。我们用这种方法计算了几个类氖高电荷态离子（如Cr XV，Fe XVII，Co XVIII和Ni XIX）的许多低激发态的激发能，并与相应的实验值进行了比较，证明了EOMCC实现的成功。所考虑的离子易于证实在原子性质的评估中准确地包含相对论效应，并且对于天体物理研究也是有趣的。从天体物理观测中研究精细结构常数（α）的时间变化是现代研究的一个问题，我们还估算了上述离子的α灵敏度系数。
2014-05-08 astro-ph.GA physics.atom-ph
Theoretical studies of the atomic transitions in boron-like ions: Mg VIII, Si X and S XII
本文计算了几个在天体物理上特别是在日冕大气中具有重要意义的类硼离子Mg VIII，Si X和S XII的低位跃迁的加权振子强度和跃迁几率。我们采用了一种称为相对论耦合团簇理论的全阶相对论多体理论，非常精确地计算了这些天体物理学感兴趣的原子量。我们首次报道了一些禁戒跃迁的跃迁几率，这些跃迁在文献中是不可用的，无论是理论上还是实验上。我们还讨论了与这些转变相关的物理效应。我们的数据可用于识别太阳和具有扩展日冕的类太阳恒星的日冕大气产生的谱线。
2007-07-30 astro-ph physics.atom-ph
Verification of atomic data for He- and Li-like ions employing K-spectra from the tokamak plasma
在TEXTOR托卡马克装置上记录了高光谱、空间和时间分辨率的高电荷氦和锂类氩离子的X射线发射K谱，并用于发展一种自洽方法（SCA），以获得有关等离子体参数的信息，并对光谱解释所需的两种原子数据及其计算方法进行验证（准确性估计）。该方法是基于解决这些光谱的光谱逆问题的半经验的“光谱模型”（SM）的框架内，通过两个互补的反演方法。SCA是合理的比较和分析的基础上计算和校正的原子数据的测量和合成光谱。分析和验证了三组不同的类氦和类锂氩离子的原子数据。SCA允许我们验证计算原子数据的方法，其精度在5- 10%之间。用修正后的原子数据计算的光谱与等离子体条件下的测量光谱在10%的实验精度范围内符合得很好。修正后的原子数据使得能够对等离子体参数进行准确的诊断：等离子体温度和托卡马克等离子体中的相对离子丰度。该方法还提供了一种测量等离子体核心温度的方法，其测量精度在5%以内，与基于电子回旋辐射的诊断技术相一致。光谱和杂质输运模型的应用得到的相对离子丰度是在实验误差范围内一致。结果表明，托卡马克等离子体X射线能谱是高精度原子数据验证和精确等离子体诊断的有效工具。
2020-06-27 physics.atom-ph physics.plasm-ph
The effect of atomic response time in the theory of Doppler cooling of trapped ions
我们描述了一个简单的方法，将一个原子或离子的多普勒冷却到理论的冷却过程的响应时间的问题。被冷却的系统通常不会立即响应其在静止坐标系中经历的变化的激光频率，并且这种“动态效应”会显著影响可达到的温度。这是特别重要的捕获离子时，有一个缓慢的衰变出的冷却循环需要使用的再泵浦束。我们处理了两个和三个内部状态的囚禁离子的情况下，然后将理论应用到$^{40}{\rm Ca}^+$。对于这个离子存在的实验数据表明，离子是冷的条件下，加热预测，如果忽略动态效应。本理论解释了观察到的行为。
2017-06-14 physics.atom-ph quant-ph
New ideas for tests of Lorentz invariance with atomic systems
我们描述了一个广泛适用的实验建议，以寻找违反局部洛伦兹不变性（LLI）与原子系统。新方案采用动态解耦，可以在当前的原子钟实验中实现，无论是单离子还是中性原子阵列。此外，该方案可以在没有光学跃迁的系统上执行，因此它也适用于对洛伦兹不变性破坏表现出特别高的灵敏度的高电荷离子。我们展示了使用$^{88}$ Sr $^+$离子的双离子晶体测量该提议的预期信号的实验结果。我们还对高电荷离子对LLI的敏感性进行了系统的研究，以确定LLI测试的最佳候选者。
2017-12-29 physics.atom-ph quant-ph
{\it K}-Shell Photoionization of B-like Atomic Nitrogen Ions: Experiment and Theory
在法国Saint-Aubin的SOLEIL同步辐射装置上，利用离子-光子合并束技术测量了类硼氮原子{ \it K}壳层光电离的绝对截面.使用E/ $Δ$ E $\approx$ 13，500的高分辨率光谱是达到的最大分辨率。我们研究了两个光子能量区域：404 eV- 409 eV和439 eV- 442 eV。在实验测量的横截面中发现的共振峰进行了比较，从多配置狄拉克-福克，R-矩阵和经验方法的理论估计，允许识别强的1 s $\rightarrow$ 2 p和较弱的1 s $\rightarrow$ 3 p共振在观察到的{ \it K}壳层光谱的这种B-类氮离子。
2014-02-11 astro-ph.HE physics.atom-ph
Spectroscopy and Thermometry of Drumhead Modes in a Mesoscopic Trapped-Ion Crystal using Entanglement
我们证明了光谱和测温的介观二维离子阵列中使用纠缠引起的退相干作为一种方法的转导的个别运动模式。我们的系统是一个$\sim$ 400 $μ$ m直径的平面晶体的几百个$^9$是$^+$离子表现出复杂的鼓面模式的潘宁陷阱的限制电位。利用精确控制的$^9$是$^+$价电子自旋，我们应用一个均匀的自旋相关的光偶极子力，激发任意的横模的有效波长接近粒子间的间距（$\sim$ 20 \nolinebreak $μ$ m）。低于1 nm的质心位移检测通过纠缠的自旋和运动自由度。
2012-07-24 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
