《里德堡原子》是2025年科學出版社出版的圖書。該書從歷史回顧切入，系統闡述里德堡原子的基本特性與製備探測方法，分析其在黑體輻射、靜電場光激發、脈衝電場電離及高磁場光譜中的行為特徵，並研究其與中性原子、分子及帶電粒子的碰撞過程。書中提出多通道量子虧損理論方法，用於解析里德堡態自電離、譜系間相互作用和雙里德堡態現象。
研究發現里德堡原子在量子感測領域具有顯著套用價值，中國科學技術大學團隊利用電磁誘導透明效應實現多頻微波精密探測，開發基於深度學習的信號解碼方案，測量準確率達99.32%。山西大學團隊提出微波超外差測量方法，靈敏度達到原子投影噪聲極限，實現國際領先的可溯源測量。北京量子信息科學研究院團隊在室溫里德堡氣體中觀測到持續穩定的時間晶體信號，為量子精密測量提供新思路。武漢大學團隊發現里德堡莫爾激子的空間束縛現象，為固態量子計算開闢新途徑。
基本介紹
- 中文名：里德堡原子
- 出版時間：2025年1月1日
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030799449
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
近年來，里德堡原子一直是物理學研究的一個熱點，成為研究若干量子力學問題的理想實驗平台。《里德堡原子》全面地描述了里德堡原子的物理性質，通過剖析里德堡原子在各種物理條件下的行為，突出了其顯著特性。
《里德堡原子》*先從簡要的歷史回顧開始，介紹里德堡原子的基本特性、製備方式及探測方法。隨後，討論里德堡原子相關的黑體輻射效應對其的影響、靜電場中的光激發、脈衝電場的電離過程、高磁場中的里德堡光譜，以及微波激發和微波電離等現象。此外，《里德堡原子》還詳細研究了里德堡原子與中性原子、分子、帶電粒子和其他里德堡原子之間的碰撞過程。《里德堡原子》提出了多通道量子虧損理論的高效方法，並用該方法描述里德堡態的自電離、譜系間相互作用和雙里德堡態。
圖書目錄
第1章引言1
參考文獻7
第2章里德堡原子波函式9
參考文獻23
第3章里德堡原子的製備24
3.1里德堡態的激發24
3.2原子電子碰撞25
3.3電荷交換27
3.4光激發28
3.5碰撞光激發31
參考文獻32
第4章振子強度和壽命33
4.1振子強度33
4.2輻射壽命38
參考文獻42
第5章黑體輻射43
5.1黑體輻射43
5.2黑體誘導躍遷45
5.3黑體輻射能級位移47
5.4初步驗證48
5.5溫度相關性測量50
5.6躍遷速率的抑制和增強51
5.7能級偏移53
5.8實驗表現和用途53
5.9遠紅外探測55
參考文獻55
第6章電場58
6.1氫58
6.2場電離69
6.3非氫原子72
6.4非氫原子的電離77
參考文獻82
第7章脈衝場電離84
7.1氫84
7.2非氫原子85
7.3自旋軌道效應92
參考文獻95
第8章電場中的光激發96
8.1氫原子光譜96
8.2非氫原子光譜106
參考文獻111
第9章磁場113
9.1抗磁性113
9.2準朗道共振117
9.3準**軌道120
參考文獻125
第10章微波激發與電離127
10.1非氫原子的微波電離128
10.2微波多光子躍遷131
10.3氫141
10.4圓極化場電離147
參考文獻149
第11章與中性原子分子的碰撞151
11.1物理圖像151
11.2理論153
11.3實驗方法159
11.4碰撞中的角動量混合161
11.5電場對l混合的影響164
11.6分子引起的l混合165
11.7精細結構改變的碰撞166
11.8稀有氣體導致n改變的碰撞166
11.9鹼金屬原子導致n改變的碰撞169
11.10分子導致n變化的碰撞170
11.11電子吸附177
11.12締合電離182
11.13潘寧電離185
11.14離子擾動粒子碰撞185
11.15快速碰撞186
參考文獻187
第12章譜線位移和展寬191
12.1理論描述191
12.2實驗方法194
12.3位移和展寬的測量196
參考文獻203
第13章帶電粒子碰撞205
13.1與離子碰撞導致的態變化205
13.2鈉原子nd→nl態躍遷206
13.3鈉原子ns態和np態的去布居208
13.4理論描述208
13.5電子損失210
13.6電荷交換212
13.7電子碰撞216
參考文獻217
第14章共振里德堡里德堡碰撞219
14.1兩態理論222
14.2箱勢相互作用強度近似223
14.3精確的共振近似224
14.4數值計算225
14.5內碰撞干涉226
14.6散射截面的計算227
14.7實驗方法228
14.8n比例定律228
14.9速度v和電場E對方向的依賴性及碰撞內干涉230
14.10碰撞共振的速度依賴性231
14.11變換極限的碰撞234
參考文獻234
第15章輻射碰撞236
15.1輻射碰撞的初步實驗研究238
15.2理論描述240
15.3強場高頻區域240
15.4與弱場區域之間的聯繫245
15.5低頻區域245
15.6中頻區域246
參考文獻253
第16章鹼金屬里德堡態光譜254
16.1光學測量255
16.2射頻共振256
16.3離子實極化259
16.4精細結構能量間隔264
16.5量子拍頻和能級交叉265
參考文獻270
第17章鹼土金屬原子的射頻譜272
17.1核極化中能系微擾和非絕熱效應的理論描述272
17.2實驗方法278
17.3低角動量態和能系微擾280
17.4非絕熱核極化281
參考文獻284
第18章氦的束縛里德堡態285
18.1理論描述285
18.2實驗方法288
18.3量子虧損和精細結構292
參考文獻293
第19章自電離里德堡態295
19.1自電離里德堡態的基本概念295
19.2實驗方法298
19.3自電離速率的實驗觀察304
19.4電子光譜306
參考文獻307
第20章量子虧損理論310
20.1量子虧損理論310
20.2量子虧損面的幾何解釋315
20.3歸一化316
20.4能量約束317
20.5量子虧損理論的可選R矩陣形式317
20.6量子虧損理論的作用320
參考文獻320
第21章自電離里德堡態的光譜322
21.1伴隨振盪327
21.2自電離能系相互作用330
21.3實驗光譜與R矩陣計算結果的比較335
參考文獻338
第22章束縛態能系間的相互作用339
22.1微擾里德堡能系339
22.2微擾態的性質342
22.3跨越電離極限的光激發連續性344
23.4強制自電離345
參考文獻347
第23章雙里德堡態348
23.1氦原子的雙激發態348
23.2理論描述352
23.3雷射激發361
23.4電子關聯的實驗觀測363
參考文獻370
索引372
