量子中心 Rydberg 原子自旋动力学研究取得进展学术资讯

来源：中国科学院理论物理研究所

Rydberg分子是一个由束缚在一个Rydberg原子附近的多个原子形成的巨大的分子。近年来，对于Rydberg分子的理论和实验研究引起了人们的广泛兴趣。由于中心Rydberg原子具有很大的偶极，它可以被近似为一个经典自旋系统。但是，自旋的量子涨落对于Rydberg分子多体动力学的影响是一个重要而又富有挑战性的问题。

在最近的一项研究中(Phys. Rev.Lett. 123, 183001 (2019) )，中国科学院理论物理研究所石弢副研究员及合作者利用非高斯态方法研究了中心Rydberg原子的自旋动力学和多个坠饰原子的轨道运动的相互作用。这个非高斯态由一个正则变换作用在高斯态生成，这个变换利用体系的宇称对称性解耦了中心原子自旋动力学和坠饰原子的轨道运动，并可以有效地描述中心Rydberg原子自旋与多个坠饰原子的量子纠缠。这个解耦变换已经被成功的用于很多多体系统的基态和远离平衡态的动力学研究，例如Kondo杂质问题(Phys. Rev. Lett. 121,026805(2018))和低维格点规范场的夸克禁闭问题(Phys.Rev.D 98, 034505(2018))。在Rydberg分子系统中，这个变换可以精确地描述中心Rydberg原子通过长程的偶极相互作用对多个坠饰原子空间运动的影响。

研究结果展示了两个有趣的物理现象。(1) 由于相互作用引起的重整化效应，光吸收谱中会产生了一些对应于Rydberg分子束缚态的新的吸收峰。(2) 虽然Rydberg分子系统是不可积的，但是中心原子的自旋动力学展示了具有很长寿命的进动行为。对这种长时间的进动行为的研究在原子分子光学物理中起着重要的作用。

原文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.183001

来源：ITP-CAS 中国科学院理论物理研究所

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