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光缔合制备超冷分子和其光谱特性研究.PDF 7页

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维普资讯 山西大学学报 (自然科学版)30(2):181~187,2007 JournalofShanxiUniversity(Nat.Sci.Ed.) 文章编号:0253—2395(2007)02—0181—07 光缔合制备超冷分子及其光谱特性研究 贾锁堂,汪丽蓉,马 杰,肖连 团 (量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学 物理 电子工程学院,山西 太原 030006) 摘 要 :通过介绍超冷分子的研 究进展 ,分析 了超冷原子光缔合产生超冷分子的物理机制 ,详细地介绍 了实验 中光 缔舍产生超冷分子 的方法并对其光谱进行 了分析. 关键词 :超冷分子 ;光缔合 ;振动光谱 ;转动光谱 中图分类号:O561 文献标识码 :A 上个世纪 9O年代 以来,激光冷却和俘获 中性原子 以及原子气体 中玻色爱因斯坦凝聚的研究开拓 了原 子、分子和光物理研究的新领域、新 内容和新方法n j.人们利用超冷原子介质 ,先后在超冷原子碰撞、原子 物质波的非线性光学、原子超精细结构和超高分辨光谱、冷原子的光速减慢和量子信息存储等研究领域 ,取 得了辉煌的成就.特别是 1995年玻色爱因斯坦凝聚的实现和 2004年费米子的Cooper配对造成超流相变使 得超冷原子的研究超越 了原子物理的范畴,其应用 已经扩展到凝聚态物理、量子信息处理和量子计算 州.最 初 ,人们希望把激光冷却原子的技术直接推广到冷却分子上,但是由于分子具有复杂的多重振转能级 ,像原 子一样在封闭的二能级之间的循环跃迁以实现分子冷却几乎是不可能的.于是人们只能寻找新的方法 ,经过 不懈的努力和探索 ,在冷却分子方面获得许多进展 :(1)缓冲气体技术.采用缓冲气体和分磁 阱的方法 ,先将 固体Call 用脉冲激光汽化,然后经冷却的缓冲气体与Call 分子碰撞 ,最后得到温度低于 400mK 的冷分 子,在磁阱中获得的分子数为 1O个_l7j.(2)Stark电场减速技术.脉冲分子束在随时间变化的非均匀电场中, 通过 Stark效应而减速到几乎为零的速度 ,然后 由磁阱俘获冷分子.这使 中性偶极分子 (cO,ND。)温度降到 350mK,俘获的分子数为 4×1O个分子_8].(3)Feshbach共振.2003年,几个研究小组在研究原子 BEC中, 发现了产生超冷分子 的新方法 :通过磁场调节 Feshbach共振将两个原子转变成分子_lg].利用非光学方法 ,仅 能得到温度高于 1mK 的冷分子,而 Feshbach共振的冷却方案要求在低于 1 K的超冷原子中产生超冷分 子.比较而言 ,在超冷原子中进行光缔合产生超冷分子是 目前 的理想途径之一.光缔合产生超冷分子具有两 个显著的特点:由光缔合形成的分子激发态的内核距离在长程相互作用范围;超冷分子的动能(对应的多普 勒展宽<1MHz,远小于 自然线宽)远小于振动甚至转动的能级分裂 ,即K。T<<△Gv,ABv.目前光缔合 已 经成为冷原子、分子领域里一种特别有效的研究工具_l1 “j.本文中我们介绍超冷原子光缔合产生超冷分子 的物理机制 ,并结合我们研究小组 的相关研究进展 ,分析光缔合产生超冷分子 ,并对其光谱进行分析. 1 冷原子光缔合产生超冷分子的过程 超冷原子的光缔合首先由Thorsheim等人提出,即两个相互碰撞的冷原子可以吸收一个光子而生成一 个处于某一振转能级 的激发态分子.现在光缔合已在碱金属m 中,碱土金属[167中,甚至在氦m和氢m 等 收稿 日期 :2007—03—25 基金项 目:“973”计划 (2006CB921603);重大基础研究前期研究专项项 目(2005CCA06300);国家 自然科学基金 (105740— 84;60678003) 作者简介 :贾锁堂 (1958一),男 ,山西沁源人 ,教授 ,博士生导师,主要从事原子和分子物理的研究工作 .E—mail:tjia@SXH edu.cn 维普资讯 山西大学学报 (自然科学版) 很多系统

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