Sawtooth wave adiabatic passage slowing of dysprosium
利用626 nm处136 kHz宽的跃迁,研究了玻色子和费米子镝同位素的长波绝热通过(SWAP)慢化。一束预冷的原子被SWAP力在一维中进一步减速,并测量了接近零速度的原子量。我们表明,SWAP慢可以是两倍的速度在传统的光学糖蜜相同的过渡操作。此外,我们调查的参数范围内的SWAP力是有效地使用在我们的设置,并与绝热条件的结果。此外,我们增加了超精细的基态人口的费米镝在减速过程中的损失,并观察到更强大的减速与SWAP相比,减速与辐射压力。
2018-09-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Vacuum field correlations and three-body Casimir-Polder potential with one excited atom
计算了一个激发态原子和两个基态原子之间的三体Casimir-Polder势。基于真空涨落的缀饰场关联的物理模型,推广了以前介绍的三个基态原子的模型。虽然一个激发原子的三体势在文献中已经是已知的,我们的模型提供了新的见解的性质的非加性Casimir-Polder力与一个或多个激发原子。
2004-11-04 quant-ph
Van der Waals interactions between excited atoms in generic environments
我们考虑了一般环境中由磁介电体构成的受激原子的范德华力。我们开发了一个动力学的方法来研究相互耦合的原子和场的动力学。当只有一个原子被激发时,我们的动力学理论表明,对于大的距离,作用在基态原子上的范德华力是单调的,而作用在激发原子上的力是空间振荡的。我们展示了如何后者的力量可以与已知的振荡Casimir-波尔德力附近的一个激发原子(基态)的身体。我们的力还揭示了一种人口诱导的动力学:对于原子寿命大得多的时间,原子将衰变到基态,导致基态原子之间的范德华相互作用。
2017-02-23 quant-ph
Dynamical Casimir-Polder energy between an excited and a ground-state atom
考虑两个原子间的Casimir-Polder相互作用,其中一个原子处于基态,另一个原子处于激发态。由于受激原子的动力学自修饰和自发衰变,该系统的相互作用与时间有关。我们用有效哈密顿方法计算了两个原子之间的动态Casimir-Polder势。所得结果及其物理意义进行了讨论,并与以前的结果进行了比较的基础上的时间无关的方法,该方法使用一个非归一化的缀饰态的激发原子。
2004-05-03 quant-ph
Casimir-Polder interaction between an excited atom and a gas dielectric medium
在延迟情况下,利用微扰技术得到的激发态原子与基态原子相互作用的Casimir-Polder势随原子间距离的增加而减小,即R^-2 [E.A. Power,T.Thirunamachandran,Phys.Rev.A,47,2539(1993)]。它导致了激发态原子与稀气体介质相互作用的发散积分。利用非微扰方法研究了介质中两原子间的相互作用。我们考虑了介质中光子的吸收。这种方法解决了发散的问题。研究了基态原子与平面介质气体的相互作用。我们证明了激发态原子与基态原子气体之间的相互作用不是振荡的,而是服从简单的幂律。我们指出,要得到受激原子与稀薄气体之间范德华力的常规非延迟表达式,原子与界面之间的距离应远小于光子在介质中的自由平均通过。考虑了激发态原子与基态原子半球之间的相互作用。
2006-10-09 quant-ph
Nonlocal field correlations and dynamical Casimir-Polder forces between one excited- and two ground-state atoms
研究了初始激发态原子与两个基态原子动力学三体Casimir-Polder相互作用中的非定域性问题。结果表明,在三体相互作用中,激发态原子在自发衰变的初始阶段所发射的场的非局域空间相关性可能变得明显。讨论了这一新现象的可观测性。
2006-11-13 quant-ph
Radiative friction on an excited atom moving in vacuum
众所周知,当一个受激原子自发发射一个光子时,会产生两种效应。首先,原子的内部和外部状态与发射光子的状态纠缠在一起。第二,原子接收到光子传递来的动量。在这项工作中,这样的原子在真空中的动力学进行了研究。通过具体的计算,证明了这些效应使原子平均受到一个与其初速度相反的摩擦力。并对力的性质进行了讨论。
2012-04-30 quant-ph
Body-assisted van der Waals interaction between excited atoms
我们提出了一个公式的两个原子之间的体助范德华相互作用势,一个或两个被准备在一个激发的能量本征态。通过格林函数考虑了物质环境的任意排列。由此得出的公式支持两个相互矛盾的调查结果之一。我们的公式的一致性进行了研究,通过将其应用于自由空间中的两个原子的情况下,并将所得的表达式与从激发原子和小电介质球之间的限制Casimir-Polder势中发现的表达式进行比较。
2014-12-12 quant-ph
Spontaneous decay of an excited atom placed near a rectangular plate
利用格林张量的玻恩展开,我们研究了置于矩形平板附近的激发态原子的自发衰变率。我们讨论了常用的简化假设的局限性,即板在横向方向上延伸到无限远,并研究原子的偶极矩取向,原子的位置,板的边界和厚度对原子衰变率的影响。特别是,它表明,在边界区域,自发衰变率可以强烈修改。
2007-01-19 quant-ph
Van der Waals interaction of excited media
利用依赖于介质介电常数的Lifshitz公式,很好地描述了基态原子在两种介质中的Casimir相互作用。我们将证明这个公式与激发态原子的实验证据相矛盾。计算了两个原子中的一个或两个原子都受激发时的Casimir力。我们使用量子电动力学的方法,特别是衍生的问题。它使我们能够考虑原子的激发态辐射宽度。然后计算了基态原子与激发态原子之间的作用力。所得结果与其他作者用微扰理论或线性响应理论得到的结果一致。把我们的结果推广到两个激发态原子介质相互作用的情形,得到一个公式,它不仅在定量上,而且在定性上与Lifshits公式相矛盾。这种矛盾消失,如果采取基态原子的媒体。此外,我们的结果不包括介质的介电常数。它包括仅对激发态原子不同于介电常数的量。我们的结果的主要特点如下。相互作用是共振的;根据不同介质中原子的共振频率,Casimir力可以是吸引力,也可以是排斥力,Casimir力的大小可能比Lifshitz公式预测的大几个数量级。这里提到的功能是一致的已知的实验和理论证据所获得的许多作者为一个单一的激发原子与电介质的相互作用。
2005-11-09 quant-ph
The resonance fluorescence cascade of a laser-excited two-level atom
本文回顾了相干激光激发二能级原子的共振荧光级联,以相继光子间延迟分布为核心表征随机过程,并推导出光子计数与光子关联等表征方法。
2022-12-21 quant-ph
How many atoms get excited when they decay?
我们分析了一个由基态和辐射不稳定的激发态叠加而成的二能级系统的时间演化。我们表明,通过选择适当的手段检测的辐射场,我们可以引导发射器的演变,并预示着其准备在充分的激发态。我们确定的概率发生这种“激发过程中的衰变”的远程发射器。
2017-02-28 quant-ph
Casimir-Polder forces on excited atoms in the strong atom-field coupling regime
基于线性介质中的宏观量子电动力学,我们发展了一个一般理论的共振Casimir-Polder力的激发二能级原子在任意线性体的存在下,特别强调的强耦合制度,发射光子的重吸收可以引起(真空)拉比振荡。首先,我们推导出一个简单的时间无关的表达力通过使用一个盛装状态近似。对于初始单量子激发的原子-场系统,我们从洛伦兹力出发,计算其平均值作为时间的函数,研究力的动力学。对于强耦合的原子,我们发现,力可能经历阻尼拉比振荡。阻尼是由于原子激发和场激发的衰减,振幅和平均值的振荡依赖于所选择的初始状态。
2008-08-14 quant-ph
Two-atom van-der-Waals forces with one atom excited: the identical atoms limit I
在全同原子的极限下,计算了其中一个原子处于初始激发态时两个原子之间的保守范德华力。从微扰计算两个不同原子之间的相互作用,我们表明,一个依赖于时间的方法在弱相互作用近似是必不可少的,在考虑相同的原子限制在微扰制度。在这个极限下,我们发现,在主导阶,范德华力是完全共振的,并随时间线性增长,在每个原子上是不同的。作用在两原子系统上的净合力与自发发射的方向性有关,而自发发射的方向性是由宇称对称性的破坏引起的。与通常的定常范德华力不同,含时保守力不能写成相互作用势的梯度,而只能写成相互作用势梯度的期望值。
2021-04-12 quant-ph
Creating collective many-body states with highly excited atoms
研究了大间距环形晶格中高激发态原子气体的集体激发,其中基态和激发态通过激光场共振耦合。我们的注意力集中在政权的高度激发的原子之间的相互作用是非常弱的拉比频率的激光相比。我们证明,在这种情况下,系统的多体激发可以表示为自由无自旋费米子。在这一制度中产生的复杂的多粒子态的特点和他们的属性,例如他们的关联函数,进行了研究。此外,我们研究如何实际上可以通过实验访问这些多粒子状态的激光参数的时间变化。
2009-11-12 quant-ph
On the interaction of a single-photon wave packet with an excited atom
用半经典和量子方法研究了自由空间中单光子波包与初始激发态二能级原子的相互作用。结果表明,该领域的最终状态不包含双占用模式。原子跃迁到基态的过程可能会被入射光子加速、减速甚至逆转,这取决于参数。发射辐射的光谱接近入射单光子波包的光谱与自然线形的和,具有小而复杂的偏差。
2011-08-02 quant-ph
Two-atom interaction energies with one atom in an excited state: van der Waals potentials vs. level shifts
我重新讨论了两个不同原子与一个处于激发态的原子之间的相互作用问题,这是参考文献的作者最近提出的。[1-3],并且对于这一点,先前的方法给出了相互矛盾的结果。首先,我讨论到什么程度的参考文献。[1],[2]和[3]提供了等价的结果。本文证明了文献[1]中计算的双原子波函数的相移率与文献[2]中的结果一致。[1]的范德瓦尔斯势。[2]以及Ref. [3]在准平稳近似下具有等价的表达式。此外,本文还证明了文献[1]中计算的基态原子的能级位移与文献[2]中的结果一致。[3]等于它的范德华势。提供了所有这些数量的图示。然而,它们之间的等同关系并不通用。特别是,它被发现的情况下,两个相同的原子之间的相互作用激发,相移速率和范德华势不同。关于相互作用的空间振荡的以前的方法的相互冲突的结果,我的结论与参考文献。[1,3]它们指的是不同的物理量。分析了自由空间耗散和有限激发率对势动力学的影响。与Ref。[3]的振荡与单调的空间形式的每个原子的潜力被发现是不相关的可逆与不可逆性质的激发转移所涉及的。
2016-03-27 quant-ph
Delay-induced spontaneous dark state generation from two distant excited atoms
本文研究一维波导中两个远距离激发原子在延迟下的集体非马尔可夫动力学,提出“亚荧光”效应可依据原子间距将原子同步到纠缠暗态,从而为长距离量子网络中的自发纠缠生成提供新机制。
2024-06-05 quant-ph
Temporal behavior and quantum Zeno time of an excited state of the hydrogen atom
计算了氢原子2 P-1 S跃迁的量子“Zeno”时间约为3.59 × 10 ~(-15)s(寿命约为1.595 × 10 ~(-9)s)。这个系统的时间行为进行了分析,在一个纯粹的量子场理论框架,并进行了比较的指数衰减规律。
1999-05-06 quant-ph
Non-Markovian Transient Casimir-Polder force and population dynamics on excited and ground state atoms: weak and strong coupling regimes in generally non-reciprocal environments
利用非马尔可夫Weisskopf-Wigner理论计算了强耦合和弱耦合两种情况下,三维非均匀非互易环境中二能级原子上的瞬态Casimir-Polder力.将基态原子和激发态原子看作两个独立的初值问题,分别计算了原子的短时布居和长时布居以及原子间的作用力。的结果进行了比较与各种马尔可夫近似的Weisskopf-维格纳理论,并与以前的马尔可夫结果从海森堡图片。
2019-03-05 quant-ph
Subradiance in Multiply Excited States of Dipole-Coupled V-Type Atoms
我们将集体原子超辐射和亚辐射的理论模型推广到多能级的情况,包括从多个激发态到一个共同的基态的自发发射。我们发现,在一个紧密包装的合奏的$N$原子与$N-1$不同的激发态,每个人可以找到一类新的非辐射暗态,这使得长期存储的$N-1$光子激发。通过偶极-偶极耦合,只有单个原子处于基态就足以抑制所有其他$N-1$原子的衰变。通过一些通用的几何配置,如三角形的V型原子或链的原子与$J=0 \to J=1$过渡,我们研究这样的亚辐射,包括偶极-偶极相互作用,并表明,即使在有限的距离可以观察到长的寿命。虽然一般很难确定性地准备,我们确定了各种可能性的概率准备通过相位控制的激光泵浦和衰减。
2019-05-04 quant-ph
Casimir interaction between excited media in electromagnetic field
研究了其中一个原子处于激发态时两原子间的Casimir-Polder相互作用。我们发现微扰理论导致了受激原子与稀气体介质相互作用的积分发散。我们考虑了两个原子在介质中的相互作用。本文采用非微扰方法研究了介质对光子的吸收,从而抑制了原子间的相互作用。现在积分不再发散了。对于高温情况,考虑了两种稀气体介质之间的相互作用。
2006-04-07 quant-ph
Dynamical Casimir-Polder force between an excited atom and a conducting wall
本文研究了理想导电壁附近原子的非平衡位形中原子-表面Casimir-Polder力的动力学性质,原子初始处于激发态,场处于真空态.我们计算了作用在原子上的Casimir-Polder力随时间的变化,发现它在时间和空间上都表现出从吸引力到排斥力的振荡行为。我们还调查了渐近行为的动力学的力量和相关的本地字段量的时间,显示的静态值的力量,通过一个与时间无关的方法获得的,恢复的时间远大于原子的时间尺度的自敷料,但小于原子的衰变时间。然后,我们讨论的全球量,如原子和场的能量,和它们的渐近行为的演变。我们还比较了我们的结果与最近获得的类似结果的初始裸基态原子上的激发原子的动力学力。我们表明,在初始激发原子的情况下,获得新的相关功能,例如更大的值的动态力相对于静态的,允许一个更容易的方法来挑选和观察动态Casimir-Polder效应。
2016-10-14 quant-ph
Measuring the time atoms spend in the excited state due to a photon they don't absorb
当一个共振光子穿过一个吸收原子的样品时,原子在激发态中停留了多少时间?答案是否取决于光子最终是被吸收还是被传输?特别是,如果它被$\textit{not}$吸收,它是否会导致原子在激发态中花费任何时间,如果是的话,有多少时间?在超冷铷原子的实验中,我们同时记录原子是否被入射(“信号”)光子激发,以及这些光子是否被传输。我们测量原子在激发态中所花费的时间,方法是使用一个单独的非共振“探测”激光器来监测样品的折射率--也就是说,我们测量信号脉冲写入该探测光束的非线性相移--并使用直接检测来隔离单个透射光子的影响。为短脉冲(10 ns,与26 ns原子寿命相比)和光学厚介质(峰值OD = 4,考虑到我们的宽带宽,导致60%的吸收),我们发现由于一个透射光子,原子在激发态中花费的平均时间不为零,而是平均入射光子使它们处于激发态的时间的(77 $\pm$ 16)%。我们将这种“无损耗激发”的观察结果归因于相干前向发射,这可能在瞬时拉比频率(脉冲包络)拾取相位翻转时出现-这在宽带脉冲通过具有频率依赖性吸收的光学厚介质传播时自然发生[1]。这些结果清楚地揭示了光子在吸收介质中传播时的复杂历史,并说明了利用后选择来实验研究所观察到的量子系统的过去行为的能力。
2020-10-05 quant-ph
Quantum Engineering of Superdark Excited States in Arrays of Atoms
我们提出了一种常规的方法来实现一个非常长的寿命的集体单激发态在一个通用的小尺寸系综的N个全同原子。这种"超暗"状态的衰变率Γ_N可以小到Γ_N \propto Γ(r/λ)^{2(N-1)}(Γ是单个原子的辐射衰变率,r和λ分别是系统尺寸和辐射波长),即,比迄今为止提出的任何系统都要小得多。该方法是基于一个特殊的微调的原子哈密顿量:即,在适当的位置依赖的调整原子跃迁频率。因此,所选择的控制参数集足以确保原子("量子比特")的通用系综中的工程状态的自发衰变率的最小值。
2020-06-28 quant-ph
Velocity-dependent dipole forces on an excited atom
本文计算了受激原子偶极相对于另一种基态原子作相对运动时的速度相关力。计算了它与单原子和稀原子板的相互作用。在任何一种情况下,总力都由保守的范德华力分量和非保守的伦琴力分量组成。在物理上,前者对应于受激原子在吸收和发射光子的过程中所经历的与速度相关的反冲,所述光子周期性地与基态原子交换。后者对应于伦琴动量的时间变化,这也是介导的准共振光子的周期性交换。我们发现,在领先的顺序,所有这些相互作用是线性的速度。在非延迟状态下,范德华力占主导地位,与速度反平行。相反,在延迟区,速度相关力在空间中振荡,范德华力和伦琴力在原子-原子相互作用中是同阶的,伦琴分量在原子-表面相互作用中占主导地位。
2016-03-01 quant-ph
Free-Fermion Multiply Excited Eigenstates and Their Experimental Signatures in 1D Arrays of Two-Level Atoms
一维亚波长原子阵列显示出多重激发的亚辐射本征态,这使人联想到自由费米子。到目前为止,这些状态已经与衰变率为$\propto N^{-3}$的次辐射态相关联,N是原子的数量,这从根本上阻止了通过光学手段检测它们的费米子特征。在这封信中,我们表明,自由费米子状态通常出现时,带的单激发态有一个二次色散关系的带边,因此,也可以得到辐射,甚至超辐射状态。一维阵列有自由费米子多激发本征态,通常是subradiant或(超)辐射,我们表明,一个简单的变换行为之间的两个家庭。基于这种对应关系,我们提出了不同的方法来制备它们,并分析了它们在光学检测中的实验特征。
2022-03-05 quant-ph
Casimir interaction between gas media of excited atoms
考虑了高温下两种稀介质间的延迟色散相互作用(Casimir相互作用)。考虑了受激原子。结果表明,由于积分的发散性,摄动方法不能应用于该问题。基于动力学格林函数的非微扰方法实现。我们考虑两个原子之间的相互作用(其中一个是激发0嵌入在吸收介质。我们考虑了介质中光子的可能吸收,从而解决了发散问题。在对相互作用近似下,计算了两平面稀介质间的作用力。我们表明,量子电动力学的结果不同于在高温下的稀气体介质的Lifshitz公式(如果激发原子的数量是显着的)。根据量子电动力学,这种相互作用可以是吸引的,也可以是排斥的,这取决于介质的温度和密度。
2006-11-19 quant-ph
Second order coupling between excited atoms and surface polaritons
原子和宏观物体之间的Casimir-Polder相互作用通常被认为是由于虚光子的交换。严格地说,这只在零温度下才成立。在有限的温度下,真实光子交换可以提供一个显着的贡献的整体色散相互作用。本文描述了一种新的原子与平面界面间的共振双光子过程。我们导出了一个二阶有效哈密顿量来解释原子如何与介质的表面极化激元模共振耦合。这导致二阶能量交换,我们比较与标准的非共振Casimir-Polder能量。
2012-12-20 quant-ph
Spontaneous decay of an excited atom in an absorbing dielectric
从任意线性Kramers-Kronig介质中电磁场的量子化Maxwell方程组出发,研究了色散吸收介质中二能级原子激发态的自发衰变,并计算了衰变率.计算是针对(Clausius-Mosotti)虚腔模型和(Glauber-Lewenstein)实腔模型进行的。结果表明,由于与吸收相关的非辐射衰变,当原子跃迁频率接近介质的吸收带时,自发衰变的速率敏感地依赖于腔半径。只有当吸收的影响被完全忽略,然后熟悉的局域场校正因子恢复。
1999-04-06 quant-ph
Long-Range Tails in van der Waals Interactions of Excited-State and Ground-State Atoms
利用量子电动力学方法计算了激发态原子与基态原子相互作用。对于一个激发的参考态和一个较低的虚态,对相互作用能的贡献自然地分成一个极项和一个威克旋转项。极点项在长程极限中占主导地位,将相互作用的函数形式从延迟的1/R^7 Casimir-Polder形式改变为长程尾-由Wick旋转项提供-与cos[2(E_m-E_n)R/(hbar c)]/R^2成比例,其中E_m < E_n是虚态的能量,低于参考态能量E_n,R是原子间距。得到了适用于任意角对称原子参考态的一般表达式。仔细处理原子极化率的费曼公式中的极项是获得正确结果的关键。
2017-05-17 quant-ph
Virtual Resonant Emission and Oscillatory Long-Range Tails in van der Waals Interactions of Excited States: QED Treatment and Applications
利用量子电动力学(QED)方法研究了一个基态原子与另一个处于激发态原子的相互作用。一般表达式,适用于任何原子,表示为远程尾巴,这是由于虚拟共振发射和吸收到真空模式,其频率等于过渡频率,以提供较低的躺原子状态。对于其中一个处于激发态的全同原子,我们还讨论了依赖于两原子波函数对称性的混合项(这些波函数在接近时演化为gerade态或ungerade态),并且我们在严格的QED处理中包括了所有的非共振态。为了说明这些发现,我们分析了nD-1 S氢相互作用(n= 8,10,12)的精细结构分辨范德华相互作用,发现数值系数非常大.
2017-04-26 quant-ph
Correlated photon emission by two excited atoms in a waveguide
耦合到单个或几个波导模式的原子系统为物理和实际上有趣的干涉效应提供了测试平台。我们考虑一对原子的动力学,近似为二能级量子发射体,耦合到一个线性导模。特别是,我们分析了两个原子都被激发的初始状态的演化,预计该初始状态将衰减为渐进双光子状态。我们研究了初始组态的寿命和渐近光子关联的性质,并分析了两个光子同向或反向发射的概率。我们发现,平行和反平行的发射概率之间的比率R是最大的原子间距离是半倍的半波长的发射光。在这种情况下,在小耦合区域中R=3。
2018-10-05 quant-ph
Repulsive Casimir-Polder potentials of low-lying excited states of a multilevel alkali-metal atom near an optical nanofiber
本文研究了光学介质附近多级碱金属原子的Casimir-Polder势。我们在精细结构水平上计算了原子的平均势。本文对铷原子基态和几个低激发态激发态的Casimir-Polder势进行了数值计算。我们发现,不像基态的潜在的,这是负的和吸引力的,潜在的一个低洼的激发态可能采取正值,振荡的零值与衰减的幅度,并成为排斥在某些地区的原子到表面的距离。我们观察到,对于半径为200 nm的光纤,铷原子的态$8S_{1/2}$的电势在离光纤表面约150 nm处达到约17 $μ$ K的正峰值,并且在距离为150 ~ 400 nm的区域变得相当强的排斥。我们还计算了纳米纤维诱导的铷原子$D_2$和$D_1$线的跃迁频率的移动。我们发现,在短距离区域的位移是负的,成为积极的,并在大距离区域的振幅衰减的零值附近振荡。
2021-10-21 quant-ph
Casimir-Polder potential on an excited atom near an atomic array
Wyant College of Optical Sciences and Department of Physics, University of Arizona(亚利桑那大学怀雅特光学科学与物理系)
研究了接近原子阵列的激发原子的Casimir-Polder势,通过四阶微扰理论推导了共振和非共振势,分析了势随原子与阵列距离的变化及系统参数的影响,揭示了从单原子极限到宏观边界极限的两种不同 regime 的描述。
2026-03-25 quant-ph
Van der Waals interaction and spontaneous decay of an excited atom in a superlens-type geometry
在宏观量子电动力学的框架下,研究了由左手材料和理想镜组成的平面磁电两层系统附近受激二能级原子所经历的共振范德华势.结果表明,忽略材料的吸收导致非物理的结果,与发散值的潜在远离表面。在适当的条件下,该装置被发现具有表面附近的屏障,其可用于悬浮颗粒或用作捕获或冷却机制。最后,讨论了自发衰变问题[J.Kästel和M. Fleischhauer,Phys. Rev. A \textbf{68},011804(R)(2005)]。不考虑吸收被证明是彻底伪造的衰变率的原子位置的依赖。
2008-11-28 quant-ph
A Systematic Formulation of Slow Polaritons in Atomic Gases
我们制定了一个理论,在原子气体中的慢极化激元,并将其应用到慢下来,存储,和重定向的激光脉冲在EIT介质。耦合的物质和辐射的正常模式是通过一个完整的对角化的无耗散哈密顿量。远离EIT共振,其中极化激元获得激发态的贡献,寿命被引入作为第二步。与失谐包括各种四波混频的可能性进行了分析。我们专门研究了通过反转控制光束来恢复停止的极化激元的可能性。
2001-08-27 quant-ph
Influence of tilted magnetic field on excited states of the two-dimensional hydrogen atom
本文研究了GaAs/Al $_{0.33}$ Ga $_{0.67}$ As量子阱中\textbf{tilted}磁场方向对二维氢原子能级和激子能级统计特性的影响。研究发现,随着磁场方向与原子平面法线方向夹角$α$的增大,量子混沌开始。QC的特征在于导致壳层结构消除的能级排斥和通过改变光谱统计性质。描述了波函数绝对值的平方随入射角$α$增大的空间分布的演化。在较宽的磁场强度范围内,计算得到了不同激发态的能量随倾斜角变化的差异。
2017-04-26 quant-ph
A Superdecay of an excited atom placed near ''Left-Handed'' sphere
同时具有负介电常数和磁导率的微球(左手球)上的允许和禁止的跃迁的衰减速率的影响被认为是。它被发现,与通常的(右手)材料相比,即使在小半径的球体的情况下,也有可能增加几个数量级的衰变率。这种增强是由于存在一种新型的共振模式(LH表面模式)。得到了新模态的谐振频率和相关品质因数的解析表达式。
2001-03-10 quant-ph
Fabrication of Magnetic Charge From Excited States of H-atom
本文证明了在均匀电场中氢原子的激发态(斯塔克态)具有磁荷,磁荷的大小由Dirac-Saha型关系式给出:$$ {eg\over \hbar c} = \sqrt 3 n $$提出了一种制备这种态并检测其磁荷的实验方法。
2000-07-07 hep-th quant-ph
Stimulated Emission from a single excited atom in a waveguide
研究了单光子脉冲入射时,受激二能级原子与波导耦合产生的受激发射。我们指出,原子诱导的强光子关联在受激发射中起着非常重要的作用。此外,入射光子脉冲的持续时间被示出对受激发射和原子寿命具有显著的影响。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Slowing down light in a qubit metamaterial
量子信息处理的快速发展导致对控制电磁波脉冲传播并最终实现通用和高效的量子存储器的器件的需求不断增加。虽然近年来在实现慢光和光频原子量子存储器方面取得了重大进展,但微波领域的超导电路仍然缺乏此类器件。在这里,我们演示了减慢电磁波在超导超材料组成的八个量子比特耦合到一个共同的波导,形成一个波导量子电动力学系统。我们分析了两种互补的方法,一种依赖于奥特勒-汤斯分裂的修饰态,另一种基于使用量子比特可调谐性的定制色散曲线。我们的时间分辨实验表明,降低群速度下降到约1500小于真空中的一个因素。根据所使用的方法,光速可以通过额外的微波音调或有效的量子比特失谐来控制。我们的研究结果表明,超导电路实现定制能带结构的高度灵活性,并打开了大门,微波色散工程的量子制度。
2022-02-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Number-resolved imaging of excited-state atoms using a scanning autoionization microscope
我们报道了一种对激发态原子进行原子数分辨成像的扫描显微镜技术。紧密聚焦的激光束导致局部自电离,并且产生的离子被电子计数。扫描穿过云的光束建立了激发原子密度分布的图像,可以在每个空间采样点获得完整的计数统计数据,总体检测效率为21%。我们应用这种技术的测量空间不均匀的电场的空间分辨率为50?m,对电场梯度的灵敏度为0.04 V cm $^{-2}$。
2012-12-13 physics.atom-ph quant-ph
Spontaneous decay of an atom excited in a dense and disordered atomic ensemble: quantum microscopic approach
本文在文献[I. M. Sokolov等人,J. Exp. Theor. 112,246(2011)],我们分析了在平均原子间间隔小于或相当于准共振辐射波长的条件下冷原子云中单个原子的自发衰变。除了衰变动力学,我们分析了共振的位移以及原子跃迁光谱形状的扭曲。
2016-01-14 physics.atom-ph quant-ph
NOON state of Bose atoms in the double-well potential via an excited state quantum phase transition
本文提出了一个在双势阱中产生排斥相互作用玻色原子NOON态的简单方案。该协议包括两个步骤。首先,通过将原子-原子相互作用设置为零,系统被驱动到上激发态。其次,相互作用缓慢增加,同时,阱间隧穿减小到零。我们分析了保真度的最终状态的NOON状态取决于原子的数量,斜坡率,和系统参数的波动。它示出,对于一个给定的保真度的斜坡率尺度代数与原子数。
2018-09-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
On highly accurate calculations of the excited $n^1S(L = 0)-$states in helium atoms
本文以很高的数值精度计算了双电子氦原子(包括${}^{\infty}$ He,${}^4$ He和${}^3$ He原子)的$2^1S(L = 0)-$激发态的总能量和各种束缚态性质。讨论了某些电子-核和电子-电子期望值,特别是电子-核和电子-电子尖点值的结果的收敛性。对${}^4$ He和${}^3$ He原子中的$2^1S(L = 0)-$态,计算了同位素位移的场分量和最低阶QED修正.我们还将我们的高精度方法应用于双电子原子系统中激发态$n^1S-$的数值计算(对于$n$ = 3和4)。
2011-02-25 physics.atom-ph quant-ph
Accurate determination of quadrupole polarizabilities of the excited states of alkali-metal atoms
确定了碱金属原子前两个激发态的电四极极化率的标量分量和张量分量。为了验证计算结果,我们计算了这些原子的基态E2极化率,并与文献值进行了比较。我们在文献中找不到Fr的基态E2极化率值与我们的结果进行比较。这些量的主要部分估计通过结合精确计算的E2跃迁矩阵元素的许多低的过渡与实验能量,而其他的贡献估计使用低阶方法。我们对上述原子基态的估计值与文献值符合得很好,这表明我们对碱金属原子(除Li原子外,其它碱金属原子的激发态)E2极化率的估计也是相当准确的。这些报告的E2极化率可能是有用的,在指导许多碱金属原子的精密测量。
2022-04-04 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement on macroscopic scales in a resonantly laser-excited atomic ensemble
研究了弱共振激光场中两组慢二能级原子的纠缠态。所考虑的基团可以通过宏观距离分开,并且是更大的原子系综的一部分。在稀释制度下,对于两个非常遥远的原子群,在平面波激光束中,我们确定了可达到的最大纠缠负性,以及低于它们肯定纠缠的激光强度。它们都随着两组之间距离的增加而减小,但随着组大小的增加而增加。因此,对于给定的激光强度,如果原子足够大,相距很远的原子群必然会纠缠在一起。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal Effects on the Stability of Excited Atoms in Cavities
在谐振近似下,考虑了原子与环境的线性耦合,原子在腔内处于热平衡。环境是由一组无限的谐振子。我们采用缀饰态的概念来研究原子初始处于第一激发态时的时间演化。在一个非常大的腔(自由空间)中,原子在很长一段时间内会衰变,其占据数的值是在给定温度下的物理预期值。对于一个小腔,激发态原子永远不会完全衰变,稳定率依赖于温度。
2010-03-24 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Effective preparation and collisional decay of atomic condensate in excited bands of an optical lattice
提出了一种利用驻波脉冲序列将玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)有效制备到光晶格激发带中的方法。用我们的方法,BEC可以在激发带中的单个Bloch态中制备,也可以在不同带中的相干叠加态中制备。我们的方案是通过制备一个$^{87}$ Rb BEC到$d$ -带和$s$ -和$d$ -带态的一维光晶格的叠加,在几十微秒内的实验证明。我们进一步测量了$d$带态的BEC衰变,并对激发带态原子的碰撞衰变进行了解析计算。我们的理论和实验结果一致。
2013-06-14 cond-mat.quant-gas 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
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
Violation of the action-reaction principle in an asymmetrically excited system
违反的作用-反应原理是发生在两个原子之间的范德华相互作用,其中一个是激发。它伴随着线性动量向电磁真空的转移。真空动量是由每个原子沿原子间方向散射的虚光子的非对称干涉产生的,这本身就是光学定理的一种表现。这个动量与两原子系统获得的动量强度相等,方向相反,最终通过定向自发发射释放。在双碱原子体系中对这一现象作了定量预测。我们证明了作用-反应破坏发生在任何非对称激发系统中。
2016-04-24 hep-ph quant-ph
Nonconservative dipole forces in a two-atom system with one atom excited
本文计算了双原子系统中一个原子激发时的非保守偶极力,发现其具有垂直于原子间轴的分量,虽远小于范德瓦尔斯力但可能实验可测,并估算了氢原子系统的位移。
2021-11-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph