Трехчастичные резонансы Фёрстера нового типа в ридберговских атомах

Аннотация: Трехчастичные резонансы Фёрстера 3 × nP_3/2(|M|) → nS_1/2 + (n + 1)S_1/2 + nP_3/2(|M*|), управляемые постоянным электрическим полем, реализованы ранее авторами в ансамбле нескольких холодных ридберговских атомов Rb. Одним из недостатков таких резонансов при возможном использовании их для выполнения трехкубитовых квантовых операций является близость двухчастичного резонанса Фёрстера 2 × nP_3/2 → nS_1/2 + (n + 1)S_1/2, а также возможность их реализации только для состояний со значениями главного квантового числа n ≤ 38. Предложен и проанализирован трехчастичный резонанс нового типа 3 × nP_3/2 → nS_1/2 + (n + 1)S_1/2 + nP_1/2, который можно реализовать для произвольных n. Его особенностью является также то, что третий атом переходит в состояние с другим полным моментом J = 1/2, которое не имеет штарковской структуры, поэтому двухчастичный резонанс полностью отсутствует. Численные расчеты показали, что для не слишком сильного взаимодействия возможно наблюдение когерентных трехчастичных осцилляций населенностей коллективных состояний, что представляет интерес для разработки новых схем трехкубитовых квантовых операций, управляемых электрическим полем.

Ключевые слова: ридберговские атомы, взаимодействие, резонанс Фёрстера