Yb+离子中4f13 5d6s1 [5/2]5/2态寿命及分支比的精确测量

该研究团队通过光谱和时间分辨实验观测,表征了172Yb+离子中[Xe]4f13(2F5/2o)5d6s(D1)[5/2]5/2o1态的特性。研究人员从亚稳态4f145d(2D3/2,5/2)能级跃迁至该态,观测到长达τ=37.9(9)μs的超预期寿命,使得可见拉比振荡和分辨边带光谱成为可能。通过结合相干布居动力学、高保真度检测与预示态制备、以及光学泵浦方法,该工作测量得出其向D3/22、D5/22、S1/22态的分支比分别为0.359(2)、0.639(2)、0.0023(16),而向4f136s2(F7/22)的分支比在实验分辨率内与零相符。此外,团队还测得其朗德g因子及D5/22向S1/22衰变的分支比为0.188(3),将相对不确定度降低了一个数量级。这些测量结果为深入理解目前仍缺乏精确数值描述的Yb+离子原子结构,以及在OMG架构中利用高激发态进行部分检测和量子比特操控奠定了基础。

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