論文の概要: Variational Calculation of the Hyperfine Stark Effect in Atomic $^{87}$Rb, $^{133}$Cs, and $^{169}$Tm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08787v2
- Date: Thu, 28 Aug 2025 17:17:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-29 18:12:01.511818
- Title: Variational Calculation of the Hyperfine Stark Effect in Atomic $^{87}$Rb, $^{133}$Cs, and $^{169}$Tm
- Title（参考訳）: 原子量$^{87}$Rb,$^{133}$Cs,および$^{169}$Tmにおける超微細スターク効果の変動計算
- Authors: Timo Fleig,
- Abstract要約: 原子超微細構造遷移エネルギーの計算に対する電子的変化のアプローチを示す。
この方法は、中間原子状態の計算を完全に回避し、それぞれの超微粒子レベルに関与する電子状態の波動関数のみを必要とする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: An electronically variational approach to the calculation of atomic hyperfine structure transition energies under the influence of static external electric fields is presented. The method avoids the calculation of intermediate atomic states entirely and requires only the wavefunctions of the electronic states involved in the respective hyperfine levels. These wavefunctions are obtained through relativistic general-excitation-rank configuration interaction theory. A variant of the method also enables for calculations on atoms with the most complicated of shell structures. Applications to $^{87}$Rb, $^{133}$Cs and a specific clock transition in $^{169}$Tm are presented. The final results $k_{\text{Rb}} = -1.234 \pm 0.0223$ [$10^{-10}$ Hz/((V/m)$^2$)] and $k_{\text{Cs}} = -2.347 \pm 0.084$ [$10^{-10}$ Hz/((V/m)$^2$)] obtained under inclusion of up to quintuple excitations in the atomic wavefunction expansion are compatible with previous calculations and, in the case of Cs, confirm that one of the earlier experimental measurements is not reliable. For $^{169}$Tm that is used in the development of atomic clocks the differential static scalar electric dipole polarizability between ground levels $J=\frac{7}{2}$ and $J=\frac{5}{2}$ is calculated to be $\Delta\alpha^s_0 = -0.134 \pm 0.11$ a.u. This result from a pure {\it{ab initio}} calculation confirms the result of $\Delta\alpha^s_0 = -0.063^{+0.01}_{-0.005}$ a.u. obtained in {\it{Nat. Comm.}} {\bf{10}} (2019) 1724 where a combination of measurement and theoretical modeling has been used.
- Abstract（参考訳）: 静電場の影響下での原子超微細構造遷移エネルギーの計算に対する電子的変動的アプローチについて述べる。
この方法は、中間原子状態の計算を完全に回避し、それぞれの超微粒子レベルに関与する電子状態の波動関数のみを必要とする。
これらの波動関数は相対論的一般励起-ランク構成相互作用理論によって得られる。
この方法の変種は、最も複雑なシェル構造を持つ原子の計算も可能である。
^{87}$Rb, $^{133}$Csへの応用と、$^{169}$Tmにおける特定のクロック遷移を示す。
最終的な結果 $k_{\text{Rb}} = -1.234 \pm 0.0223$ [$10^{-10}$ Hz/(((V/m)$^2$)] と $k_{\text{Cs}} = -2.347 \pm 0.084$ [$10^{-10}$ Hz/(((V/m)$^2$)] は、原子波動関数展開の最大5分の1の励起が以前の計算と互換性があり、Csの場合、初期の実験的な測定の1つが信頼できないことを確認する。
原子時計の開発に使用される$^{169}$Tmの場合、基底レベル$J=\frac{7}{2}$と$J=\frac{5}{2}$は$\Delta\alpha^s_0 = -0.134 \pm 0.11$ a.uとなる。
Comm
}} {\bf{10}} (2019) 1724 ここでは測定と理論モデリングの組み合わせが使われている。
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