利用室温铷蒸气中的驱动耗散时间晶体进行电场传感
原子物理
2025-03-10 v1 应用物理
原子与分子团簇
仪器与探测器
光学
摘要
非平衡里德堡气体中的模式竞争使得探索涌现的多体相成为可能。本研究利用这种涌现相在室温下进行电场探测。在通信、导航、成像或测量需要深度穿透的广泛应用中，极低频 (VLF) 处的灵敏频率分辨电场测量至关重要。10-100 km (3-30 kHz) 量级的波长限制了受 Chu 极限约束的紧凑型经典探测器的效率、灵敏度和带宽。里德堡原子静电计是微波电场传感器的一种极具吸引力的方法，但在较低频率下灵敏度降低。最近推进标准里德堡原子方法的努力基于直流电场 (E-field) Stark 频移，并通过精细优化直流电场在 0.1-10 kHz 范围内实现了 67.9-2.2 uVcm-1Hz-1/2 的灵敏度。这些方法的一个主要挑战是由于直流电场 Stark 屏蔽效应需要嵌入电极或极板，当从外部源注入时，这可能会扰动 VLF 信号的耦合。本文证明了通过使用磁场 (B-field) 在邻近里德堡态之间发展模式竞争，利用驱动耗散里德堡原子中的极限环振荡可以实现最先进的灵敏度 (~1.6-2.3 uVcm-1Hz-1/2)。邻近里德堡态之间的模式竞争发展出以振荡频率为中心的有效跃迁，能够在 ~10-15kHz 范围内支持外部 VLF 电场耦合，而无需对磁场强度进行精细优化。
引用
@article{arxiv.2503.05677,
title = {Electric-field sensing with driven-dissipative time crystals in room-temperature Rydberg vapor},
author = {Darmindra Arumugam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.05677},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 16 figures