Bound-state-free Förster resonant shielding of strongly dipolar ultracold molecules
Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）
通过结合直流和微波电场，实现强偶极子超冷分子的无束缚态共振屏蔽，有效抑制碰撞损失，为实现长寿命分子简并气体提供新途径。
2026-01-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Ultracold spin-polarized mixtures of 2Sigma molecules with S-state atoms: Collisional stability and implications for sympathetic cooling
由于强各向异性的原子-分子相互作用导致大的自旋弛豫速率，具有磁性共捕获的碱金属原子的极性分子的交感冷却的前景通常被认为是差的。使用严格的量子散射计算从头算相互作用势的基础上，我们表明，非弹性自旋弛豫在低温碰撞的CaH（2Sigma）分子与Li和Mg原子发生在一个缓慢的速度，尽管强烈的各向异性相互作用。这个意想不到的结果，我们合理化使用多通道量子亏损理论，开辟了可能性的极性2西格玛分子与碱金属和碱土金属原子在磁阱中的交感神经冷却。
2011-06-08 physics.atom-ph
Enhancing dipolar interactions between molecules using state-dependent optical tweezer traps
我们展示了如何状态相关的光学势可以用来捕获一对分子在不同的内部状态在一个分离远小于波长的捕获光。这种紧密的间距大大增强了偶极-偶极相互作用，我们展示了它如何用于实现分子之间的双量子比特门，比现有协议快100倍，比已经证明的旋转相干时间快。我们分析了由于超精细结构，张量光位移，光子散射和碰撞损失的并发症，并得出结论，没有一个是实施该计划的障碍。
2021-02-04 physics.atom-ph
Observation of Bose-Einstein Condensation of Dipolar Molecules
本研究通过增强碰撞屏蔽抑制损耗，成功将钠-铯分子蒸发冷却实现偶极分子玻色-爱因斯坦凝聚，证实了其量子简并特征与稳定性，为探索新型偶极量子物质相开辟了道路。
2023-12-18 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Resonant and first-order dipolar interactions between ultracold molecules in static and microwave electric fields
我们从理论上研究了在微波或静电电场作用下极化的超冷极性分子之间的碰撞。我们系统地研究了磁场强度，微波极化，和失谐的旋转跃迁的依赖。我们计算的损失，在两体碰撞，实验上观察到的，并比较纯一阶偶极相互作用的预期结果。对于在静态电场作用下极化的基态分子，其动力学行为可用一阶偶极相互作用精确描述。对于微波修整，相反，共振偶极碰撞占主导地位的碰撞过程中，分子沿分子间轴重新取向，并与过渡偶极的全部强度相互作用。对于红色失谐，重取向只能在极端拉比频率下被抑制。对于蓝色失谐的微波，共振偶极相互作用占主导地位，甚至高拉比频率，导致微波屏蔽圆极化和结构性损失，由于共振线极化。计算结果给出了费米$^{23}$ Na、$^{40}$ K和玻色子$^{23}$ Na、$^{39}$ K分子的数值结果。
2021-06-03 physics.atom-ph quant-ph
Bose-Einstein condensate of ultracold sodium-rubidium molecules with tunable dipolar interactions
本文报道利用双微波屏蔽抑制损失并结合高效蒸发冷却，首次实现基态钠铷极性分子的玻色-爱因斯坦凝聚，并通过调节偶极相互作用观察到气相和量子液滴相，为强偶极量子物质与长程多体系统模拟开辟新途径。
2025-08-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Highly spin-polarized molecules via collisional microwave pumping
提出一种通过相干微波激发与碰撞淬灭产生冷自旋极化分子的一般技术，在1 K下对$^{13}$C$^{16}$O分子实现≥95%的核自旋极化。
2024-11-08 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Robust nuclear spin entanglement via dipolar interactions in polar molecules
提出一种利用电偶极相互作用和磁控制生成超冷极性分子自旋稳健纠缠态的通用协议，理论上实现Ising和XXZ有效自旋相互作用，并展示创建长寿命簇态和压缩自旋态的方法。
2023-04-06 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Probing dipolar interactions between Rydberg atoms and ultracold polar molecules
本文在光学俘获系综中探测超冷 KRb 分子与里德伯 Rb 原子间的共振偶极相互作用，观察到 2.227 GHz 共振能量转移和高达 3.5 MHz 的激发谱展宽，并通过蒙特卡罗模拟验证，为混合里德伯-极性分子系统奠定基础。
2025-04-09 physics.atom-ph quant-ph
Magnetically tunable electric dipolar interactions of ultracold polar molecules in the quantum ergodic regime
本研究利用转动与核自旋的超精细相互作用，实现了对基态碱金属二聚体分子电偶极相互作用等性质的广泛磁控，为量子模拟与传感提供了连续调节分子间相互作用的方法。
2024-01-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Dipolar Exchange Quantum Logic Gate with Polar Molecules
我们提出了一个双量子位门的基础上偶极交换相互作用的可寻址的超冷极性分子在一个阵列的光学偶极陷阱。我们的建议将$^1Σ^+$分子NaCs的全部哈密顿量，利用一对核自旋态作为存储量子位。具有旋转-超精细耦合的第三旋转激发态使得两个分子之间的可切换偶极交换相互作用能够产生iSWAP门。所有三种状态对外部磁场和电场不敏感。由于耦合到其他分子状态，不完善的基态冷却，黑体辐射和真空自发发射的影响是小的，导致潜在的保真度以上$99.99~\%$在相干量子系统，可以通过纯光学手段缩放。
2018-07-31 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Strongly interacting ultracold polar molecules
本文综述了偶极分子强相互作用体系的研究进展。异质结分子具有大的和可调的电偶极矩，这引起长程和各向异性的偶极-偶极相互作用。具有长程相互作用的偶极分子的超冷样品为量子模拟和相关多体物理的研究提供了一个独特的平台。我们提供了一个介绍偶极量子气体的物理学，包括电和磁，并总结了多管齐下的努力，使偶极分子进入量子制度。详细讨论了近年来在实现和研究光晶格中极性分子强相互作用系统方面的实验进展，特别着重于相互作用自旋系统和非平衡量子磁性的研究。最后，我们简要讨论了强相互作用偶极分子研究的未来前景。
2016-07-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Extreme Loss Suppression and Wide Tunability of Dipolar Interactions in an Ultracold Molecular Gas
本研究利用双微波修饰实现超冷基态分子气体两体与三体损失的极端抑制，并在宽范围内连续调节偶极长度，为强偶极量子液体研究奠定基础。
2025-05-13 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Dipolar collisions of polar molecules in the quantum regime
超冷极性分子提供了探索量子气体的可能性，这些气体具有强的、长程的和空间各向异性的粒子间相互作用。这与超冷原子的稀释气体形成鲜明对比，超冷原子具有各向同性和极短距离或“接触”相互作用。极性分子的大电偶极矩可以通过外加电场来调节，这为超冷化学反应的控制、量子信息处理和新型量子多体系统的实现提供了独特的机会。尽管有大量的实验努力旨在观察偶极子对超冷分子的影响，但直到最近才达到足够高的密度。在这里，我们报告的观察偶极碰撞在超冷分子气体准备接近量子简并。对于一个适当的值的应用电场，我们观察到一个戏剧性的增加，由于超冷化学反应的费米KRb分子的损失率。我们发现，损失率有一个陡峭的幂律依赖于诱导的电偶极矩，我们表明，这种依赖性可以理解与一个相对简单的模型的基础上量子阈值定律的费米极性分子的散射。我们直接观察偶极相互作用的空间各向异性表现在偶极气体的热力学测量。这些结果表明，长程偶极相互作用可以用于电场控制化学反应速率在超冷极性分子气体。在所施加的电场中的大的损失率表明，创建超冷极性分子的长寿命系综可能需要限制在二维阱几何形状中以抑制吸引偶极相互作用的影响。
2010-01-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.gen-ph
Second-scale rotational coherence and dipolar interactions in a gas of ultracold polar molecules
本文提出 RbCs 分子的转动魔幻光阱，将转动态相干时间提升至秒级，并证明偶极相互作用成为相干损失主因，为分子量子计算与模拟解锁转动自由度。
2023-08-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Hyperfine van der Waals repulsion between open-shell polar molecules
本文提出开壳层极性分子间存在超精细范德瓦尔斯排斥相互作用，通过翻转核自旋可关闭偶极相互作用并抑制碰撞损失，并指出该效应可在光镊实验中实现碰撞速率五个数量级的调控。
2025-09-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Tuning of dipolar interactions and evaporative cooling in a three-dimensional molecular quantum gas
超冷极性分子具有长程、各向异性和可调的偶极相互作用，为探测现有冷气平台无法实现的量子现象提供了机会。然而，实验进展一直受到两体损失超过弹性相互作用的主导地位，这阻碍了有效的蒸发冷却。尽管最近的工作已经证明了通过将分子限制在二维几何形状来控制相互作用，但是缺乏用于在三维（3D）稳定系统中调节分子相互作用的一般方法。在这里，我们展示了可调弹性偶极相互作用的超冷40 K87 Rb分子在3D的散装气体，促进由电场诱导的屏蔽共振，抑制反应性损失的一个因素的三十。弹性碰撞与非弹性碰撞的比率的这种改进使得能够直接热化。热化率取决于碰撞轴和偶极取向之间的角度，偶极取向由外部电场控制，是各向异性偶极相互作用的直接表现。我们在三维空间中实现了由偶极相互作用介导的蒸发冷却。这项工作展示了对具有可调长程相互作用的长寿命体量子气体系统的完全控制，为集体量子多体物理学的研究铺平了道路。
2021-09-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Resonant control of polar molecules in an optical lattice
我们以RbCs为例，研究了光晶格中两个非反应性极性分子的共振控制。碰撞控制可以通过调节分子间偶极势的束缚态、改变施加的电场或陷阱频率来实现。我们考虑了各种各样的电场和陷阱的几何形状，表明一个三维的光晶格允许显着更广泛的避免交叉比自由空间或准二维几何形状。此外，我们发现，偶极约束诱导的共振可以创建合理的捕获频率和电场，并具有宽度，将使有用的控制在即将到来的实验。
2011-11-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Observation of Self-Bound Droplets of Ultracold Dipolar Molecules
该研究利用微波缀饰调控钠-铯分子BEC的偶极相互作用，在平衡与非平衡条件下观测到高密度自束缚液滴及1D到2D阵列转变。
2025-09-29 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Resonant collisional shielding of reactive molecules using electric fields
对分子相互作用的完全控制，包括反应损失，将在量子科学中开辟新的前沿。在这里，我们展示了极端的可调谐性的化学反应速率，通过使用外部电场转移激发碰撞通道的超冷分子与初始碰撞通道的简并。在这种情况下，共振偶极相互作用在远距离混合通道，显着改变分子间的潜力。我们准备费米钾铷（KRb）分子在他们的第一个激发旋转状态，并观察到一个三个数量级的调制的化学反应速率，因为我们调整电场强度的百分之几跨越共振。在准二维几何中，我们精确地确定了碰撞的三个最低角动量投影的贡献。利用共振特性，我们屏蔽了分子的损失，并将反应速率抑制在背景值以下一个数量级，实现了极性分子在大电场中的长寿命样品。
2020-09-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
