ВАН-ДЕР-ВААЛЬСОВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АТОМОВ ГРУППЫ IIb И ИТТЕРБИЯ В СИНГЛЕТНЫХ РИДБЕРГОВСКИХ nS-СОСТОЯНИЯХ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Определены численные значения постоянной ван-дер-ваальсова взаимодействия C6 между атомами щелочноземельно-подобных элементов группы IIb (Zn, Cd, Hg) и Yb в синглетных ридберговских состояниях n 1S0 с большими значениями главных квантовых чисел n > 20. Результаты расчетов в рамках полуэмпирического метода модельного потенциала Фьюса аппроксимированы квадратичными полиномами. Коэффициенты полиномов табулированы и могут быть использованы для упрощенных количественных оценок индуцированных межатомным взаимодействием энергетических сдвигов, определения радиуса блокады процессов возбуждения ридберговских состояний, длин волн излучений, создающих ридберговские решетки для нейтральных атомов группы IIb. Определены численные значения вкладов различных двухатомных состояний в численное значение константы C6. Основной вклад, аналогичный вкладу фёрстеровского резонанса, обеспечивает двухатомное состояние (n1P1) − ((n − 1)1P1).

Об авторах

А. А. Каменский

Воронежский государственный университет

Воронеж, Россия

И. Л. Глухов

Воронежский государственный университет

Воронеж, Россия

А. С. Корнев

Воронежский государственный университет

Email: a-kornev@yandex.ru
Воронеж, Россия

Н. Л. Манаков

Воронежский государственный университет

Воронеж, Россия

В. Д. Овсянников

Воронежский государственный университет; Федеральное государственное унитарное предприятие "ВНИИФТРИ"

Воронеж, Россия; Московская обл., Менделеево, Россия

В. Г. Пальчиков

Федеральное государственное унитарное предприятие "ВНИИФТРИ"; Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ

Московская обл., Менделеево, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. M. Saffman, T. G. Walker, and K. Mølmer, Quantum Information with Rydberg Atoms, Rev. Mod. Phys. 82, 2313 (2010).
  2. S. Zhang, F. Robicheaux, and M. Saffman, MagicWavelength Optical Traps for Rydberg Atoms, Phys. Rev. A 84, 043408 (2011).
  3. T. Macr`ı and T. Pohl, Rydberg Dressing of Atoms in Optical Lattices, Phys. Rev. A 89, 011402(R) (2014).
  4. V. V. Kazakov, V. G. Kazakov, V. S. Kovalev, O. I. Meshkov, and A. S. Yatsenko, Electronic Structure of Atoms: Atomic Spectroscopy Information System, Phys. Scr. 92, 105002 (2017).
  5. A. D. Ludlow, M. M. Boyd, J. Ye, E. Peik, and P. O. Schmidt, Optical Atomic Clocks, Rev. Mod. Phys. 87, 637 (2015).
  6. T. Topcu and A. Derevianko, Divalent Rydberg Atoms in Optical Lattices: Intensity Landscape and Magic Trapping, Phys. Rev. A 89, 023411 (2014).
  7. I. Bloch, J. Dalibard, and S. Nascimb`ene, Quantum Simulations with Ultracold Quantum Gases, Nat. Phys. 8, 267 (2012).
  8. A. Browaeys and Th. Lahaye, Many-Body Physics with Individually Controlled Rydberg Atoms, Nat. Phys. 16, 132 (2020).
  9. A. Derevianko and H. Katori, Colloquium: Physics of Optical Lattice Clocks, Rev. Mod. Phys. 83, 331 (2011).
  10. В. Д. Овсянников, Динамические поляризуемости высоковозбужденных атомных уровней, Опт. и спектр. 49, 3 (1980) @@V. D. Ovsiannikov, Dynamic Polarizabilities of Highly-Excited Atomic Levels, Sov. Phys.–Opt. Spectrosc. 49, 3 (1980).
  11. A. A. Kamenski, N. L. Manakov, S. N. Mokhnenko, and V. D. Ovsiannikov, Energy of van der Waals and Dipole-Dipole Interactions between Atoms in Rydberg States, Phys. Rev. A 96, 032716 (2017).
  12. А. А. Каменский, С. Н. Мохненко, В. Д. Овсянников, Резонансное дисперсионное взаимодействие атомов щелочных металлов в ридберговских состояниях, Квант. электрон. 47, 467 (2017) @@A. A. Kamenski, S. N. Mokhnenko, and V. D. Ovsiannikov, Resonance Dispersion Interaction of Alkali Metal Atoms in Rydberg States, Quantum Electron. 47, 467 (2017).
  13. N. L. Manakov, V. D. Ovsiannikov, and L. P. Rapoport, Atoms in a Laser Field, Phys. Rep. 141, 320 (1986).
  14. M. J. Seaton, Quantum Defect Theory, Rep. Prog. Phys. 46, 167 (1983).
  15. И. И. Собельман, Введение в теорию атомных спектров, ГИФМЛ, Москва (1963) @@I. I. Sobelman, An Introduction to the Theory of Atomic Spectra, Pergamon Press, London, UK (1972).
  16. A. Kramida, Yu. Ralchenko, J. Reader, and NIST ASD Team (2024), NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.12), @@Online, Available: https://physics.nist.gov/asd @@2025, February 28, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD.
  17. Г. Бейтмен, А. Эрдейи, Высшие трансцендентные функции. Гипергеометрическая функция. Функции Лежандра, Наука, Москва (1965) @@H. Bateman and A. E´rdelyi, Higher Transcendental Functions, McGraw-Hill Company, New York – Toronto – London (1953), Vol. 1.
  18. Д. А. Варшалович, А. Н. Москалев, В. К. Херсонский, Квантовая теория углового момента, Наука, Ленинград (1975) @@D. A. Varshalovich, A. N. Moskalev, and V. K. Khersonskii, Quantum Theory of Angular Momentum: Irreducible Tensors, Spherical Harmonics, Vector Coupling Coefficients, 3nj Symbols, World Sci., Singapore (1988).
  19. V. D. Ovsiannikov, V. G. Palchikov, and I. L. Glukhov, Microwave Field Metrology Based on Rydberg States of Alkali-Metal Atoms, Photonics 9, 635 (2022).
  20. I. L. Glukhov, A. A. Kamenski, and V. D. Ovsiannikov, The Use of Photoionization Cross Section for Evaluating Contribution of Continuum to the Blackbody Radiation Induced Shift and Broadening of Rydberg-State Energy Levels of Group IIb Ions, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 280, 108068 (2022)
  21. I. L. Glukhov, A. A. Kamenski, V. D. Ovsiannikov, and V. G. Palchikov, Precision Spectroscopy of Radiation Transitions between Singlet Rydberg States of the Group IIb and Yb Atoms, Photonics 10, 1153 (2023).
  22. И. Л. Глухов, А. А. Каменский, В. Д. Овсянников, В. Г. Пальчиков, Прецизионная спектроскопия ридберговских состояний щелочноземельных атомов для измерения характеристик СВЧ излучения, ЖЭТФ 164, 193 (2023) @@I. L. Glukhov, A. A. Kamenski, V. D. Ovsiannikov, and V. G. Pal’chikov, Precision Spectroscopy of Rydberg States in Alkaline Earth Atoms for Millimeter-Wave Radiation Measurement, JETP 137, 169 (2023).
  23. А. А. Каменский, И. Л. Глухов, А. С. Корнев, Н. Л. Манаков, В. Д. Овсянников, В. Г. Пальчиков, СВЧ радиационные переходы между триплетными ридберговскими состояниями атомов щелочноземельно-подобных элементов группы IIb (Zn, Cd, Hg) и иттербия Yb, ЖЭТФ 166, 490 (2023).
  24. Е. Ю. Ильинова, В. Д. Овсянников, Модифицированный потенциал Фьюса для многоэлектронных атомов, Опт. и спектр. 105, 709 (2008) @@E. Yu. Il’inova and V. D. Ovsyannikov, Modified Fues Potential for Many-Electron Atoms, Opt. Spectrosc. 105, 647 (2008).
  25. I. I. Ryabtsev, I. I. Beterov, D. B. Tretyakov, V. M. Entin, and E. A. Yakshina, Dopplerand Recoil-Free Laser Excitation of Rydberg States via Three-Photon Transitions, Phys. Rev. A 84, 053409 (2011).
  26. Б. Б. Зеленер, С. А. Саакян, В. А. Саутенков, Е. В. Вильшанская, Б. В. Зеленер, В. Е. Фортов, Измерение энергий ридберговских переходов в n 1S0 состояния и порога ионизации атомов 40Ca, Письма в ЖЭТФ 110, 767 (2019) @@B. B. Zelener, S. A. Saakyan, V. A. Sautenkov, E. V. Vilshanskaya, B. V. Zelener, and V. E. Fortov, Measurements of the Rydberg Transition Energies for the n 1S0 State and the Ionization Potential for 40Ca Atoms, JETP Lett. 110, 761 (2019).
  27. W. C. Martin, Series Formulas for the Spectrum of Atomic Sodium (Na I), J. Opt. Soc. Am. 70, 784 (1980).
  28. F. Robicheaux, Calculations of Long Range Interactions for 87Sr Rydberg States, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 52, 244001 (2019).
  29. K. C. Pandey, S. S. Jha, and J. A. Armstrong, Ab Initio Calculations of Quantum-Defect Parameters for Alkaline Earths, Phys. Rev. Lett. 44, 1583 (1980).
  30. И. Л. Глухов, Е. А. Никитина, В. Д. Овсянников, Времена жизни ридберговских состояний ионов II группы, Опт. и спектр. 115, 12 (2013) @@I. L. Glukhov, E. A. Nikitina, and V. D. Ovsiannikov, Lifetimes of Rydberg States in Ions of the Group II, Opt. Spectrosc. 115, 9 (2013).
  31. J. de Hond, N. Cisternas, R. J. C. Spreeuw, H. B. van Linden van den Heuvell, and N. J. van Druten, Interplay between Van Der Waals and DipoleDipole Interactions Among Rydberg Atoms, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 53, 084007 (2020).
  32. W. E. Cooke and T. F. Gallagher, Effects of Blackbody Radiation on Highly Excited Atoms, Phys. Rev. A 21, 588 (1980).
  33. J. W. Farley and W. H. Wing, Accurate Calculation of Dynamic Stark Shifts and Depopulation Rates of Rydberg Energy Levels Induced by Blackbody Radiation. Hydrogen, Helium, and Alkali-Metal Atoms, Phys. Rev. A 22, 2397 (1981).
  34. В. Д. Овсянников, Атомные восприимчивости для столкновительно-индуцированной поляризуемости и поправок к дисперсионным силам в поле световой волны, ЖЭТФ 82, 1749 (1982) @@V. D. Ovsyannikov, Atomic Susceptibilities for the Collision-Induced Polarizability and the Corrections to the Dispersion Forces in the Field of a Light Wave, Sov. Phys. JETP 55, 1010 (1982).
  35. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Квантовая механика (нерелятивистская теория), Физматлит, Москва (2024), § 89 @@L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Quantum Mechanics, Nonrelativistic Theory, Pergamon Press, Oxford, UK (1989), Sec. 89.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025