里德堡原子是处于主量子数 n 的高度激发态的原子,人们对其的研究已有一个多世纪 [1,2]。在过去二十年里,里德堡原子物理学,特别是在超低温下 [3-8],由于其“夸张”的特性,为一系列激动人心的发现做出了贡献。高度激发的价电子与原子核之间的巨大距离以及随之而来的松散结合,导致了巨大的电极化率以及与周围原子的强长程偶极-偶极和范德华 (vdW) 相互作用。由于原子间的 vdW 相互作用取决于它们的极化率(对于几乎与氢相似的里德堡原子,其尺度为 n7),因此可以证明 vdW 力的尺度为 n11。因此,使用 n 在 50–100 范围内的里德堡原子可以将相互作用能量提高 17 到 20 个数量级 [9]。
主要关键词