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Time Dependence of Few-Body Förster Interactions among Ultracold Rydberg Atoms.
Physical Review Letters ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-04-03 , DOI: 10.1103/physrevlett.124.133402 Zhimin Cheryl Liu 1, 2 , Nina P Inman 1 , Thomas J Carroll 3 , Michael W Noel 1
Physical Review Letters ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-04-03 , DOI: 10.1103/physrevlett.124.133402 Zhimin Cheryl Liu 1, 2 , Nina P Inman 1 , Thomas J Carroll 3 , Michael W Noel 1
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Rubidium Rydberg atoms in either |m_{j}| sublevel of the 36p_{3/2} state can exchange energy via Stark-tuned Förster resonances, including two-, three-, and four-body dipole-dipole interactions. Three-body interactions of this type were first reported and categorized by Faoro et al. [Nat. Commun. 6, 8173 (2015)NCAOBW2041-172310.1038/ncomms9173] and their Borromean nature was confirmed by Tretyakov et al. [Phys. Rev. Lett. 119, 173402 (2017)PRLTAO0031-900710.1103/PhysRevLett.119.173402]. We report the time dependence of the N-body Förster resonance N×36p_{3/2,|m_{j}|=1/2}→36s_{1/2}+37s_{1/2}+(N-2)×36p_{3/2,|m_{j}|=3/2}, for N=2, 3, and 4, by measuring the fraction of initially excited atoms that end up in the 37s_{1/2} state as a function of time. The essential features of these interactions are captured in an analytical model that includes only the many-body matrix elements and neighboring atom distribution. A more sophisticated simulation reveals the importance of beyond-nearest-neighbor interactions and of always-resonant interactions.
中文翻译：
Ultracold Rydberg原子之间的少量Förster相互作用的时间依赖性。
| m_ {j} |中的R里德堡原子 36p_ {3/2}状态的子级可以通过Stark调谐的Förster共振交换能量，包括二体，三体和四体偶极-偶极相互作用。Faoro等人首先报道了这种类型的三体相互作用。[Nat。社区 Tretyakov et al。，6，8173（2015）NCAOBW2041-172310.1038 / ncomms9173]证实了它们的硼烷性质。[物理 牧师 119，173402（2017）PRLTAO0031-900710.1103 / PhysRevLett.119.173402]。我们报告了N体Förster共振N×36p_ {3/2，| m_ {j} | = 1/2}→36s_ {1/2} + 37s_ {1/2} +（N-2 ）×36p_ {3/2，| m_ {j} | = 3/2}，对于N = 2、3和4，通过测量以37s_ {1/2}状态结束的初始激发原子的分数作为时间的函数。这些相互作用的基本特征被捕获在一个分析模型中，该模型仅包含多体矩阵元素和相邻的原子分布。更复杂的模拟揭示了超越最近的邻居交互和始终共振的交互的重要性。
更新日期：2020-03-31
中文翻译：
Ultracold Rydberg原子之间的少量Förster相互作用的时间依赖性。
| m_ {j} |中的R里德堡原子 36p_ {3/2}状态的子级可以通过Stark调谐的Förster共振交换能量，包括二体，三体和四体偶极-偶极相互作用。Faoro等人首先报道了这种类型的三体相互作用。[Nat。社区 Tretyakov et al。，6，8173（2015）NCAOBW2041-172310.1038 / ncomms9173]证实了它们的硼烷性质。[物理 牧师 119，173402（2017）PRLTAO0031-900710.1103 / PhysRevLett.119.173402]。我们报告了N体Förster共振N×36p_ {3/2，| m_ {j} | = 1/2}→36s_ {1/2} + 37s_ {1/2} +（N-2 ）×36p_ {3/2，| m_ {j} | = 3/2}，对于N = 2、3和4，通过测量以37s_ {1/2}状态结束的初始激发原子的分数作为时间的函数。这些相互作用的基本特征被捕获在一个分析模型中，该模型仅包含多体矩阵元素和相邻的原子分布。更复杂的模拟揭示了超越最近的邻居交互和始终共振的交互的重要性。
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