И.И. Рябцев, И.И. Бетеров, M. Archimi, C. Simonelli, L.Di Virgilio, A. Greco, M. Ceccanti, E. Arimondo, D. Ciampini, O. Morsch
Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, Новосибирск
Università di Pisa, Pisa, Italy
Выполнены экспериментальные измерения времен жизни ридберговских атомов Rb в состояниях nS для диапазона главных квантовых чисел n=60-88. В эксперименте использовался оригинальный метод селективного лазерного возбуждения и девозбуждения заданного ридберговского состояния, что позволяло измерять времена жизни как отдельных состояний, так и их ансамблей, образованных вследствие переходов под действием фонового теплового излучения. Было получено хорошее согласие между теорией и экспериментом, однако для состояний вблизи n=70 измерения дали более короткое время жизни по сравнению с теорией. Предположительно, причиной этого является изменение спектра поля тепловых фотонов в системе регистрации ридберговских атомов, поскольку металлические части этой системы представляют собой низкодобротный СВЧ-резонатор, с частотами, соответствующими переходам между соседними ридберговскими состояниями. Также для высоких ридберговских состояний было обнаружено существенное влияние паразитных электрических полей, которые могут ионизовать ридберговские атомы. После их компенсации согласие между экспериментом и теорией существенно улучшается.
Рис.1. Измеренные зависимости времен жизни ридберговских nS-состояний атомов Rb от главного квантового числа n. Красные квадраты – времена жизни ансамблей ридберговских состояний, заселенных под действием фонового теплового излучения с температурой Т=300 К. Зеленые квадраты – времена жизни отдельных nS-состояний после компенсации паразитных электрических полей. Черные кружки – времена жизни отдельных nS-состояний без компенсации паразитных электрических полей. Теоретические расчеты показаны штриховыми линиями (черные линии для Т=300 К, синяя линия для Т=0 К).
Публикации:
Archimi, C. Simonelli, L. Di Virgilio, A. Greco, M. Ceccanti, E. Arimondo, D. Ciampini, I.I. Ryabtsev, I.I. Beterov, and O. Morsch, Phys. Rev. A, 100, 030501(R) (2019)