Collective emission of photons from dense, dipole-dipole interacting atomic ensembles
我们研究了冷的、被囚禁的原子系综的集体辐射性质。我们认为高密度制度的平均原子间距离是可比的，或小于，由原子发出的共振光辐射的波长。我们发现，从激发原子系综的光子的发射率强烈增强拉长云。我们分析了原子系综的集体单激发本征态，发现吸收/发射光谱与非相互作用（低密度）或单原子光谱相比被加宽并向较低频率移动。我们还分析了发射的辐射的空间和时间的轮廓。最后，我们探讨了如何有效地激发集体超辐射态的原子系综从长寿命的存储状态，以实现量子计算和通信应用的物质-光接口。
2021-02-05 quant-ph
Efficient excitation of a symmetric collective atomic state with a single-photon through dipole blockade
在Duan { \it et al.} [L.M. Duan，医学博士Lukin，J.I. Cirac和P. Zoller，Nature（London）{ \bf 414} 413（2001）]中，成功产生具有发射的单光子的对称集体原子态的概率必须远小于1以获得可接受的纠缠态。由于两个里德伯原子之间存在强的偶极-偶极相互作用，原子系综中的多个同时激发被极大地抑制了，使得一个介观冷原子系综以接近1的成功概率被激发到一个单激发的对称集体态，同时高阶激发也被显著地抑制.
2010-03-03 quant-ph
Effect of the Atomic Dipole-Dipole Interaction on the Phase Diagrams of Field-Matter Interactions I: Variational procedure
在第二量子化方法中，我们建立了$n$能级原子系统的一般偶极-偶极哈密顿相互作用。利用物质与电磁场相干态的张量积，计算了在范德华力作用下$n$能级原子与$\ell$模场相互作用的变分能面.这是用来确定与系统的基态的量子相图和量化的偶极-偶极哈密顿相互作用的效果。通过考虑真实的诱导电偶极矩，我们发现了$2$ -和$3$ -能级原子系统分别与电磁场的$1$ -和$2$ -模相互作用时的量子相变.对于某些待定情形，我们提出了两种方法：通过对$2$级子系统的Casimir算子的期望值进行差分，以及通过最大化相邻变分解之间的Bures距离.
2021-10-22 quant-ph
Quantum simulation with fully coherent dipole--dipole-interactions mediated by three-dimensional subwavelength atomic arrays
采用冷原子的量子模拟器是解决量子多体问题最有前途的方法之一。纳米光子结构被广泛用于设计光的能带结构，因此被研究作为一种手段来调整放置在它们附近的原子之间的相互作用。这种方法的一个关键缺点是激发可以衰减为自由光子，限制了这种量子模拟器的相干性。在这里，我们克服了这一挑战，提出使用一个简单的立方三维阵列的原子产生一个全向带隙的光，并表明它使嵌入杂质之间的相干，无耗散的相互作用。我们明确地表明，带隙持续适度的晶格尺寸和有限的填充分数，这使得这种效果在实验中很容易观察到。我们的工作为使用超冷原子晶格进行远程相互作用的模拟自旋量子模拟器铺平了道路，并且是原子量子超材料新兴领域的一个实例。
2021-07-07 quant-ph
Cluster state generation with atomic ensembles via the dipole blockade mechanism
提出了一种基于原子系综和偶极封锁机制的团簇态生成方案。该协议需要相同的单光子源，每个物理量子比特一个系综，以及常规的光电探测器。给出了量子纠缠的一般过程，以及产生量子比特GHZ态的概率为p ~ eta^{Q/2}的过程，其中eta是探测效率和源效率的组合。这比任何已知的鲁棒概率纠缠操作都要有效得多。GHZ态形成了通用簇态的基本构建块-单向量子计算机的资源。
2009-02-06 quant-ph
Mirror-mediated ultralong-range atomic dipole-dipole interactions
本文提出利用部分透明不对称镜面界面显著延长原子dipole-dipole interactions的作用范围，即使原子实际距离远大于跃迁波长，仍可实现额外的相互作用极大值，有望应用于非侵入式量子传感等量子技术。
2024-06-27 quant-ph
Engineering artificial atomic systems of giant electric dipole moment
提出在Paul trap中利用囚禁电子运动态构建具有巨电偶极矩的二能级人造原子系统，其EDM超越Rydberg原子，可实现高效相干控制，用于超高灵敏度电场传感等量子技术。
2023-04-21 quant-ph
High-efficiency cluster-state generation with atomic ensembles via the dipole-blockade mechanism
我们从理论上证明了一个方案的集群状态生成，原子系综和偶极封锁机制的基础上。在协议中，原子系综充当单个量子比特系统。因此，我们回顾了定义为原子系综集体态的量子比特上的单量子比特操作。我们的纠缠协议需要几乎相同的单光子源，每个物理量子比特一个超冷系综，以及常规的光电探测器。给出了量子纠缠的一般过程，以及一步生成成功概率为p_success ~ eta^{Q/2}的量子比特GHZ态的过程，其中eta是探测效率和源效率的组合。这比任何已知的鲁棒概率纠缠操作都要有效得多。GHZ态构成了通用簇态的基本构建块，这是单向量子计算机的资源。
2009-02-09 quant-ph
Microoptical Realization of Arrays of Selectively Addressable Dipole Traps: A Scalable Configuration for Quantum Computation with Atomic Qubits
我们实验证明了新的结构，实现登记册的原子量子位：我们陷阱中性原子在一维和二维阵列的远失谐偶极陷阱通过聚焦红色失谐激光束与微制造阵列的微透镜。我们能够有选择地解决个别陷阱网站，由于他们的大横向分离125 μ m。我们初始化并读取各个站点的不同内部状态。我们还创建了两个交错设置的陷阱阵列与可调的分离，所需的许多建议实施的量子门操作。
2002-08-14 quant-ph
Controlling dipole-dipole frequency shifts in a lattice-based optical atomic clock
基于利用囚禁在光晶格中的冷碱土原子实现光学原子钟的想法，我们从理论上研究了原子-原子相互作用对原子钟跃迁频率的微扰效应。这些相互作用是由与光激发原子相关的偶极场介导的。我们预测共振的功能时，原子偶极子之间的建设性干涉发生的频移。我们从理论上证明，通过微调适当设计的晶格几何形状的相干偶极偶极耦合，可以大大抑制不希望的频率偏移。
2003-08-12 cond-mat.soft quant-ph
Atomic transport dynamics in crossed optical dipole trap
本研究通过理论与实验结合，揭示了交叉光学偶极阱中原子输运时装载与损耗的竞争机制，首次观测到原子数先增后减的现象，为微重力下超冷原子制备提供支撑。
2024-05-15 quant-ph
Effect of the Atomic Dipole-Dipole Interaction on the Phase Diagrams of 2-Level Matter-Field Systems
Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）；Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学理学院）
研究有限粒子数下，包含原子偶极-偶极相互作用的双能级Dicke模型量子相图，探讨量子相变在原子人口和光子数波动中的表现，以及弱物质-场相互作用下激发态零光子人口条件概率分布中的信息承载。
2026-09-09 quant-ph
Long-range dipole-dipole exchange-induced atomic grating
本文提出一种基于超冷铷原子系综与可移动里德伯自旋原子的偶极交换诱导光栅方案，利用自旋原子空间位置动态调控电磁诱导光栅，为光栅调控提供新途径。
2024-04-02 physics.atom-ph quant-ph
Competition between finite-size effects and dipole-dipole interactions in few-atom systems
本文研究了真空中电磁场作用下少原子系统中有限尺寸效应（即粒子的可伸缩性）与偶极-偶极相互作用之间的竞争。我们考虑两个标志的合作效应，超辐射和亚辐射，并计算每个原子辐射的能量率和原子状态的相干性在时间演化。我们采用统计方法，以提取原子动力学的典型行为和平均随机原子分布在球形容器与规定的$k_0R$与$k_0$的辐射波数和$R$的平均原子间距离。我们的方法使我们能够突出有限尺寸效应和偶极-偶极相互作用在超辐射/亚辐射之间的权衡。特别是，我们证明了存在一个最佳值的$k_0R$的超辐射强度和相干脉冲的影响较小，由偶极-偶极相互作用和有限尺寸效应引起的退相效应。
2017-10-09 quant-ph
Two-dimensional motion of an impurity under dynamic light-induced dipole forces in an atomic subwavelength array
本文通过半经典分析和数值求解，研究了亚波长原子阵列中杂质在动态光诱导偶极力下的二维运动，发现其可形成准稳定轨道，且轨道依赖于跃迁偶极矩，并考虑了晶格运动对极化子激发的影响。
2024-07-15 quant-ph
Coherent manipulation of atomic qubits in optical micropotentials
我们在实验上演示了基于二维微透镜阵列的远失谐偶极阱和偶极阱寄存器中原子态的相干操纵。通过应用Rabi，Ramsey和自旋回波技术，我们系统地研究了退相机制，并确定了相干时间。同时拉姆齐测量在多达16个偶极子陷阱，并证明了我们的方法的可扩展性。这代表了原子量子位的可缩放寄存器用于量子信息处理的应用中的重要一步。此外，该系统可以作为新的原子钟的基础，利用大量的单独的时钟的并行操作，每个保持单独寻址。
2007-02-09 quant-ph
Superradiant laser: Effect of long-ranged dipole-dipole interaction
从理论上研究了长程偶极-偶极相互作用（LRDDI）对超辐射激光（SL）的影响。这种效应是由耗散过程中的原子-光子相互作用引起的。在通常用来引发光致发光的坏腔极限下，我们证明了腔光子数随原子间距离的变化而振荡。同样，原子-原子相干性交替出现符号，交替显示SL操作中的临界跃迁。这表明在一个大的原子系综中出现的集体效应的复杂性。因此，SL中的这种效应不能简单地用整个系综的一部分来解释。我们数值求解了包含空间相关LRDDI的稳态SL，并在等距原子阵列的设置下，分别在最佳原子间距处找到了最大腔光子数和最小光谱线宽。有限数量的原子的缩放显示出优于没有LRDDI的稳态SL，这允许探测窄原子跃迁，并且可能用于精确测量和下一代光学时钟。
2016-09-02 quant-ph
Generation of an optical Schrödinger-cat-like state in a non-ideal cavity by injecting opposite-phase atomic dipoles
我们提出了一种在腔中产生类薛定谔猫态的方法。即使当腔衰减率相当大时，如果场的增益大于损耗，则在类似激光的设置中也可以产生类猫态。在反相原子偶极反复穿越腔的条件下，腔场在稳态下收敛到压缩真空态。当单光子衰变发生时，就会产生一个类似薛定谔猫的态。利用衰减光子作为先驱事件，可以在零拍探测中揭示猫态的相空间分布。量子轨道模拟被用来确定薛定谔猫态形成的条件，以及分析这些状态的属性。基于这些模拟，在当前技术的范围内提出了可能的实验。
2016-08-29 quant-ph
Superradiant Cooling, Trapping, and Lasing of Dipole-Interacting Clock Atoms
一个冷原子气体与反转的人口过渡耦合到一个光谐振腔的场模式构成了激光器的一般模型。对于准连续操作，需要对原子进行外部泵浦、捕获和冷却以限制它们，从而在谐振器内实现足够的增益。由于倒置原子是蓝色失谐光场中的高场搜索器，因此将腔模式调谐到原子增益跃迁的蓝色侧允许将激光发射与受激腔冷却和原子在激光场的波腹处的偶极捕获相结合。我们研究这样的配置使用半经典描述沿腔轴的粒子运动。在早期工作的延伸，我们包括自由空间原子和腔衰减以及原子偶极偶极相互作用和它们相应的力。我们表明，对于一个适当的参数选择，即使在坏腔的限制，原子可以创建一个足够强的字段内的谐振腔，使他们被捕获和冷却通过超辐射激光作用与平均不到一个光子内的腔。
2019-12-09 quant-ph
Observation of Light-Induced Dipole-Dipole Forces in Ultracold Atomic Gases
本文研究了自由膨胀超冷~（87）Rb原子中光诱导偶极-偶极相互作用引起的吸引力。这种集体的光触发效应导致了一种具有有趣特征的自约束势：它具有非局部性质，对红色和蓝色失谐光场都有吸引力，并诱导出一种依赖于原子密度梯度的非常强的力。实验数据进行了讨论的理论模型的基础上，由原子云散射的光的局部场方法的框架。
2022-02-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Master equation for collective spontaneous emission with quantized atomic motion
我们导出了一个包含与原子运动量子化有关的所有效应的二能级原子系综内部动力学的马尔可夫主方程。我们的方程提供了一个统一的图片的后果反冲和不可分割的原子超出了兰姆-迪克制度的耗散和保守的动力学，并同样适用于可区分和不可区分的原子。我们给出了任何运动态的衰变率和偶极-偶极位移的一般表达式，并找到了许多相关态（高斯态、福克态和热态）的封闭形式公式。特别是，我们表明，偶极-偶极相互作用和合作的光子发射可以调制通过外部状态的运动。
2015-12-24 quant-ph
Collective Dipole-Dipole Interactions in an Atomic Array
研究了原子阵列中原子的相干偶极-偶极相互作用。结果表明，平行于激光传播方向的原子阵列（$\boldsymbol{\hat{k}}$）中原子的激发几率随激光失谐量的增加而沿$\boldsymbol{\hat{k}}$方向呈几何增长或衰减.用于$δr = jλ/2$的原子分离的系统的对称性（其中$j$是整数）导致激发分布和散射辐射突然变得关于阵列的中心对称。对于$δr < λ/2$的原子分离，极次辐射态（$Γ\sim 0$）集合的出现破坏了所描述的趋势。为了解释从一个有限的原子阵列的结果，在$N\rightarrow \infty$限制的能带结构计算进行的衰减率和集体兰姆位移的本征模沿布里渊区显示。最后，阵列的能带结构强烈地影响其散射辐射，允许通过改变驱动激光的角度来操纵集体兰姆位移以及衰减率（从超辐射到次辐射）。
2016-05-20 physics.atom-ph quant-ph
Resonant Dipole-Dipole Interactions in Electromagnetically Induced Transparency
共振偶极-偶极相互作用（RDDI）是光-物质相互作用系统中普遍存在的一种现象，它是产生集体辐射的重要原因。在这里，我们从理论上研究的作用，RDDI的电磁感应透明（EIT）。共振偶极-偶极相互作用表现在探测光跃迁的合作自发发射中，这引起了线宽的加宽和伴随的集体频移。这种合作线宽来源于非局域和长程RDDI，它可以由原子的密度，光学深度和宏观尺度的原子系综的长度来确定。我们提出，EIT光谱基本上证明了RDDI的所有阶多重散射。此外，我们发现EIT的透明窗口变得越来越窄的合作线宽的增加，这实质上降低了慢光作为EIT量子存储器应用的存储效率。
2022-05-26 quant-ph
Observation of suppression of light scattering induced by dipole-dipole interactions in a cold atomic ensemble
本文研究了在偶极-偶极相互作用下，用近共振弱激光照射冷铷原子云时集体散射的出现。原子样品的大小与光的波长相当。当原子数从1逐渐增加到450时，我们观察到谱线变宽，出现小的红移，与此一致的是，相对于无相互作用原子的情况，散射光受到强烈的抑制。包括内部原子级结构的数值模拟与数据一致。
2014-10-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Supersolid phase in atomic gases with magnetic dipole interaction
实验实现光晶格中冷原子气体超固相的一个主要障碍是通过磁偶极-偶极相互作用实现的最近邻相互作用的弱点。在这封信中，我们表明，使用一个大的填充原子内的每个井的特征能量标度强烈增强。在此范围内，系统由转子模型很好地描述，并且相图的定性行为源自平均场论。我们发现一个稳定的超固相与铬原子的现实参数。
2010-12-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Three level atom optics in dipole traps and waveguides
类比的设置之间的三个原子陷阱耦合通过隧道和内部原子三能级系统与两个激光场相互作用的探索。在这种情况下，我们描述了一个STIRAP一样的过程，它允许移动原子之间的基态的两个陷阱电位和分析其鲁棒性。这种类比扩展到其他强大的和相干的传输计划和系统的一个以上的原子。最后将其应用于对波导中传播的原子波包的外自由度的控制。
2005-11-20 quant-ph
Coherent control of light transport in a dense and disordered atomic ensemble
光在密集无序的冷原子系综中的输运，其中原子偶极子的合作本质上改变了它们与辐射模式的耦合，为光-物质接口协议提供了另一种方法。在这里，我们展示了如何协同性和准静态偶极相互作用的影响下的电磁感应透明（EIT）的条件下的光传播过程。我们进行比较分析的自洽方法与从头计算微观计算，并强调原子间的相互作用中的偶极动力学的作用。我们的研究结果表明，在这样一个密集的和强烈的无序系统的EIT为基础的光存储协议保持相对不敏感的配置变化，可以得到基本上更少的原子比通常需要的稀配置。
2015-03-09 quant-ph
Quantum computing with subwavelength atomic arrays
本文提出利用二维亚波长原子阵列中三能级杂质的光子介导偶极相互作用实现 √iSWAP 与单比特旋转等通用高保真量子门，并仿真生成 Bell 态和 GHZ 态。
2024-01-19 quant-ph
Strong Collective Chiroptical Response from Electric-Dipole Interactions in Atomic Systems
Universidade Federal de São Carlos（圣卡洛斯联邦大学）；Universidade Federal Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）
通过电偶极相互作用，在亚波长距离的原子手性结构中实现强集体手性响应，揭示了几何手性与集体光-物质相互作用的关联。
2026-09-02 physics.atom-ph quant-ph
Calibrating dipolar interaction in an atomic condensate
我们重新讨论偶极凝聚体的问题，并给出了最近导出的更严格的偶极-偶极相互作用赝势[A。Derevianko，Phys.Rev.A { \bf 67}，033607（2003）]。基于非常成功的变分技术，我们发现，所有的偶极效应之前估计（使用裸偶极偶极相互作用）变得显着更大，即被放大的新的速度相关的赝势，特别是在限制或大或小的陷阱纵横比。这一结果指出了一个有前途的前景，检测偶极效应内的原子凝聚体。
2004-05-03 cond-mat.supr-con quant-ph
Alignment-dependent decay rate of an atomic dipole near an optical nanofiber
我们研究了$^{87}$ Rb原子自发发射率的变化，即Purcell效应，在一个光学透镜（$\sim$ 500 nm直径）附近。我们观察到的增强和抑制的原子衰变率取决于诱导的原子偶极子相对于的取向。当考虑原子作为简单的振荡线性偶极子时，时域差分模拟与测量定量一致。这是令人惊讶的，因为原子的多能级性质应该产生不同的辐射模式，预测比测量的寿命更小的修改。这项工作是朝着表征和控制光波导附近的原子特性迈出的一步，光波导是量子光子学发展的基本工具。
2017-04-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Measuring molecular electric dipoles using trapped atomic ions and ultrafast laser pulses
研究了由离子和电偶极子组成的混合量子系统。我们展示了如何捕获的离子可以用来测量由经典偶极子产生的小电场。我们讨论了该计划的应用程序来测量冷极性分子的电偶极矩，其内部状态可以控制超快激光脉冲，通过捕获它们在附近的被困离子。
2015-01-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Oscillating nuclear electric dipole moment induced by axion dark matter produces atomic and molecular EDM
根据希夫定理，中性原子中的原子核电偶极矩（EDM）被电子完全屏蔽。这使得静态的核电偶极矩（EDM）不可观测。与轴子暗物质场的相互作用产生以频率$ω= m_a c^2/\hbar$振荡的核EDM $d=d_0 \cos (ωt)$。此EDM生成与$ω^2$成比例的原子EDM。这种效应在分子中强烈增强，因为原子核移动缓慢，并且不像电子那样产生振荡核EDM的有效屏蔽。一个额外的强增强是由于旋转分子能级之间的能量间隔很小。最后，如果核EDM振荡频率与分子跃迁共振，则可能存在显著的共振增强。
2019-10-24 hep-ph quant-ph
Electromagnetically induced transparency of a single-photon in dipole-coupled one-dimensional atomic clouds
研究了在电磁诱导透明条件下，单光子在两个平行的一维原子云中的传输，原子云通过里德伯偶极-偶极相互作用耦合.最初的系统是准备与一个单一的离域里德伯激发之间共享的两个合奏和光子进入他们两个在一个任意的路径叠加态。通过适当地排列每个云的原子的跃迁偶极，我们表明光子可以通过偶极-偶极相互作用部分地从一个云转移到另一个云。这种耦合导致光的暗叠加和亮叠加的形成，其经历不同的吸收和色散。我们表明，这个功能可以被利用来过滤入射光子在这样一种方式，只有一个所需的路径叠加态被透明地传输。最后，我们将分析推广到N个耦合一维云的情况。我们表明，在某些近似的传播光子的动力学可以映射到一个自由粒子与复杂的质量。
2014-12-14 physics.atom-ph quant-ph
Fast and Quasideterministic Single Ion Source from a Dipole-Blockaded Atomic Ensemble
本文提出了一种从激光冷却的原子云中产生单离子和电子的快速准确定性方案。该方法是基于一个两步的过程，首先一个单一的里德伯原子是光激发从偶极阻塞配置，随后电离的电场脉冲。我们从理论上描述这些激发电离循环通过动态量子映射和观察丰富的行为的电离动力学作为激光拉比频率，脉冲持续时间和粒子数的函数。我们的研究结果表明，一个快速的顺序预示生产的单带电粒子是可以实现的，即使从一个非结构化和波动的原子系综。
2013-06-03 physics.atom-ph quant-ph
Effect of short-range interaction for collision of ultracold dipoles
本文研究了两个超冷极化偶极子的低能散射，其中既有短程相互作用（SRI），又有远离形状共振的弱偶极子-偶极子相互作用（DDI）。在以往的分析研究中，该系统的散射振幅通常通过一阶玻恩近似（FBA）计算。我们的研究结果表明，在某些情况下，这种近似可能会出现显着的衍生物。在这些情况下，即使单独SRI的散射振幅远小于DDI的偶极长度，SRI也可以显著修改偶极间散射振幅。我们进一步获得了这些偶极间散射振幅的近似解析表达式。
2014-12-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optical dipole force on ladder-like three-level atomic systems driven by chirped few-cycle-pulse laser fields
本文研究了在周期啁啾激光场作用下，梯形三能级原子系统中相干布居数转移的光偶极力。通过数值求解适当的密度矩阵方程，研究了相干布居转移现象。另一方面，通过数值求解力方程和密度矩阵方程，自洽地计算了光偶极力。通过对质心运动的分析，表明啁啾脉冲光偶极力可以类似于近共振或非共振光偶极力，用于原子束中原子的聚焦和散焦。此外，还研究了布居转移对脉冲参数变化的鲁棒性，以及拉比频率和啁啾率的变化对光偶极子力的影响。所提出的方案可能会打开新的视角，在原子束中的原子和分子的聚焦和散焦，因为该方案减轻了在任意频率下产生变换限制脉冲激光场的需求。
2012-06-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
On the Electric-Dipole Representation in Atomic Physics
详细分析了从最小耦合描述到电偶极描述的幺正变换。动量截止函数f（k）是在这种变换的定义中理解的，它是用变分法显式地得到的。我们给出了f（k）与原子基态的电子密度和电偶极矩均方值的关系式。一个相关的结论涉及范德华相互作用，其长距离行为与R^{-8}成正比。
2012-10-04 math-ph math.MP quant-ph
Modified dipole-dipole interaction and dissipation in an atomic ensemble near surfaces
我们研究了当原子被放置在金属或电介质表面附近或之间时，如何修改密集原子系综的辐射特性。如果原子之间的平均间隔与散射光子的波长相当或小于散射光子的波长，则与辐射场的耦合基于虚光子的原子间交换而引起长程相干相互作用。此外，光子回到电磁场的非相干散射是一个多体过程，其特征在于超辐射和次辐射发射模式的出现。通过改变辐射场特性，在这种情况下，通过考虑原子靠近金属或电介质表面的分层介质，这些散射特性可以被显著地修改。我们对这些影响进行了详细的研究，重点是实验相关的参数制度。我们完成了一个特定的应用程序中的背景下，量子信息存储，其中附近的表面的存在下，被证明增加存储时间的原子激发传输通过一维链。
2018-03-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Polarization dependent non-Hermitian atomic grating controlled by dipole blockade effect
本文提出在超冷铷-87原子系综中利用里德伯阻塞效应和偏振自由度实现可调非厄米原子光栅，产生多种偏振依赖衍射模式并推动非对称光学器件应用。
2024-05-02 physics.atom-ph quant-ph
Resonances in ultracold dipolar atomic and molecular gases
一个以前开发的方法的数值处理的两个粒子被限制在一个有限的光学晶格势和相互作用通过任意各向同性的相互作用势已被扩展到包括一个额外的各向异性偶极-偶极相互作用。研究了两个受限粒子的模型短程Born-Oppenheimer势和偶极-偶极相互作用的相互作用。偶极-偶极相互作用强度的变化导致不同的共振现象。在谐波约束势中，某些共振表现出与$s$波散射共振的相似性，而在非谐波捕获势中，如光晶格中的非弹性约束引起的偶极共振发生。后者是由于外部约束的非谐性引起的相对运动和质心运动的耦合。
2014-12-09 cond-mat.quant-gas quant-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
Cooperative effects in dense cold atomic gases including magnetic dipole interactions
本文理论研究兼具电、磁偶极相互作用的冷原子气体，分别用多体物理和开放系统方法分析量子简并与非简并情形，揭示自旋模型、光散射方向性及亚/超辐射与量子统计的关系。
2023-06-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneous emission of atomic dipoles near two-sided semi-transparent mirrors
光学界面附近的原子-场相互作用在量子技术中有着广泛的应用。基于此，本文重新研究了双面半透明镜作用下原子偶极的自发发射。首先，我们回顾了半透明镜附近量子化电磁场的主要性质。要做到这一点，我们采用了量子镜像检测器的方法，映射到类似的自由空间的情况下，我们在这里考虑的实验设置。我们强调的电磁场的局部态密度取决于反射率的两侧的镜面。因此，在半透明镜前原子偶极的自发衰变率也取决于两种反射率，这并不奇怪。虽然我们在这里描述的效果只适用于相对较短的原子镜距离，它可以帮助设计新的光子器件。
2020-04-22 physics.optics quant-ph
Atomic Kapitza-Dirac effect with quadrupole transitions
原子与光场之间的相互作用通常用电偶极近似来描述。我们表明，电四极项是重要的Kapitza-Dirac安排光光栅共振与四极原子跃迁。我们推导出的衍射图案，这在某些情况下是实验验证与偶极子过渡使用相同的技术。
2013-11-05 physics.atom-ph quant-ph
Atomic Dipole Traps with Amplified Spontaneous Emission: A Proposal
我们提出了我们认为是一种新型的光源的超冷原子远偏离共振光偶极陷阱（FORT）。该光源基于铒放大自发发射（ASE）光源，该光源为高功率掺铒光纤放大器（EDFA）提供种子。该光源的主要优点是它的相干长度非常低，因此可以在没有任何光学干涉的情况下实现几个捕获光束的非相干叠加。叠加光束的行为是一个标量和，大大简化了复杂的配置。作为一个例子，我们报告的强度噪声的估计，这个源和估计的原子过热率的蒸发冷却实验应用。它们都被发现适合于冷原子实验。
2010-08-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Reconfigurable, site-selective manipulation of atomic quantum systems in two-dimensional arrays of dipole traps
我们捕获原子在多功能的二维（2D）阵列的光学势，准备灵活的二维自旋配置，进行选址相干操作，并演示了不同的系统属性，如退相和退相干的同时测量的实施。这种用于原子量子系统的灵活操纵的新方法是基于微透镜的2D阵列和液晶光调制器的2D阵列的组合。它为量子简并气体的研究、量子信息处理和量子模拟提供了新的控制方式。
2010-06-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A manifestly gauge-invariant description of interaction of atomic systems with strong fields in the dipole approximation
提出了一种新的原子短脉冲电离几率振幅的规范不变展开式。相反，以前的规范不变的方法来解决这个问题，它不需要不同的分区的总哈密顿量取决于规范的选择。原子势可以自然地看成是作用在与强脉冲相互作用的电子上的微扰。而这是一个标准的假设强场近似（SFA），我们表明，分组，因此在一起的\textit{all}条款相同的顺序在原子势的结果在扩展的振幅是规范不变的\textit{order by order}，而不仅仅是在无限级数的限制。在这种方法中，这是由数值例子说明，“直接电离”和“再散射”的贡献是不同的，从那些常用的SFA计算。
2010-08-11 physics.atom-ph quant-ph
Interaction of atomic systems with quantum vacuum beyond electric dipole approximation
光子环境可以显著影响原子系统的发射特性和相互作用。在这种情况下，通常假设电偶极子近似是合理的，只要原子系统的空间范围与场的空间变化相比可以忽略不计。虽然这适用于许多典型的系统，但它不再适用于更现代的纳米光子结构。为了超越电偶极近似，我们提出并发展了一个分析框架来描述光子环境对电偶极近似之外的原子系统的发射和相互作用性质的影响。特别是，我们保留明确的磁偶极和电四极贡献的光物质相互作用。我们利用场量子化方案的基础上，电磁格林张量，适用于色散材料。我们得到了自发发射率、兰姆位移、多极-多极位移和超辐射率的表达式，并对色散环境进行了修正。所考虑的影响可能是实质性的适当定制的纳米结构的光子环境，示范证明。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Effect of dipole-dipole interaction in two atom systems : A steady state analysis
两个二能级原子的系统，无论是相同的，以及不相同的，在一个连续变化的偶极偶极耦合参数的影响下，为广泛的其他参数，如原子的水平分离和耦合强度的外部辐射场的行为进行了探讨。详细分析了不同能级粒子群的行为和一些原子相干态。详细研究了拉比场强度和偶极-偶极相互作用对双光子吸收几率的竞争效应对全同和非全同原子的影响。作为偶极耦合强度的函数，相同和不相同的原子的行为有显着的变化，即使是少量的非同一性的原子，在这项研究中，通过原子水平分离。
2012-07-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Collective emission and selective radiance in atomic clouds and arrays coupled to a microring resonator
该研究理论探究原子与微环谐振器耦合中的集体偶极相互作用，利用回音壁模式与自由空间模式的差异控制光-物质相互作用，并评估亚波长原子阵列的潜力。
2025-10-27 physics.atom-ph quant-ph
Decoherence induced by dipole-dipole couplings between atomic species in rare-earth ion-doped Y$_2$SiO$_5$
本文研究稀土离子掺杂Y$_2$SiO$_5$中偶极-偶极耦合引起的退相干，通过理论与模拟揭示磁场参数对相干时间的影响，并预测有利磁构型。
2024-08-04 physics.atom-ph quant-ph
Tunable dual-band atomic mirror based on subwavelength atomic arrays under electromagnetically induced transparency
基于子波长原子阵列和电磁诱导透明，实现可调双频原子镜，通过控制参数调节双反射带位置和带宽，为低能级可重构光子元件提供新途径。
2025-11-28 physics.optics quant-ph
Collectively enhanced ground-state cooling in subwavelength atomic arrays
本文提出利用亚波长原子阵列的窄亚辐射集体共振实现边带冷却，证明不同俘获频率下偶极相互作用可使原子系综达到更低温度乃至基态冷却。
2025-08-29 physics.atom-ph quant-ph
