光晶格中的二价里德堡原子：强度景观与魔术囚禁

我们发展了对光晶格中囚禁二价里德堡原子的理论理解。由于里德堡电子云的尺寸可与激光强度的空间变化尺度相当，我们特别注意对原子波函数上的光场进行平均。光势与交流斯塔克极化率成正比。我们发现，在价电子的独立粒子近似下，该极化率分解为两个贡献：单电离核心的极化率和里德堡电子的贡献。与通常采用的自由电子极化率不同，里德堡贡献既依赖于激光强度分布，也依赖于总电子波函数的旋转对称性。我们专注于 Sr 的 $J=0$ 里德堡态，并评估了 5s$n$s($^1S_0$) 和 5s$n$p($^3P_0$) 里德堡态的动态极化率。我们特意选择 Sr 原子是因为其在光晶格钟中的应用。我们发现，在光谱的红外区域存在几个魔术波长，在这些波长处，钟态 (5s$^2$($^1S_0$) 和 5s5p($^3P_0$)) 与 $J=0$ 里德堡态 (5s$n$s($^1S_0$) 和 5s$n$p($^3P_0$)) 之间的微分斯塔克频移消失。我们将这些波长列为里德堡电子主量子数 $n$ 的函数。我们发现，由于里德堡电子对总极化率的贡献在短波长处消失，低于 $\sim$1000 nm 的魔术波长是“普适的”，因为它们不依赖于主量子数 $n$。