Estimating the ground-state hyperfine shifts of group-1 atoms due to long-range collisions, static electric fields, and nearby surfaces
National Coalition of Independent Scholars（独立学者全国联盟）；Department of Physics, Lewis & Clark College（莱昂与克拉克学院物理系）
本研究扩展了估算第1族原子超精细位移的方法，新增邻近导电表面的位移估算，改进了特征能量的数值计算，结果可应用于蒸汽池、纳米器件等的相关位移研究。
2026-09-01 physics.atom-ph
Suppression of inelastic collisions of polar $^1 Σ$ state molecules in an electrostatic field
极性$^{1}Σ$状态的分子在超低能量的碰撞被认为是，在一个模型，占长程偶极-偶极相互作用，加上旋转的分子。我们预测偶极驱动的非弹性碰撞在高值的施加电场，即，几倍的场值$B_e/μ$的实质性抑制。这里，$B_e$是转动常数，$μ$是分子的电偶极矩。非弹性截面的突然大幅下降归因于分子转动能级之间简并的发生，这极大地改变了散射哈密顿量。由于弹性碰撞率与非弹性碰撞率之比很大，我们预测，如果存在大的偏置电场，蒸发冷却对于处于弱场寻求态的$^{1}Σ$态分子是可行的。
2005-07-11 physics.atom-ph
Ultralong-range Rydberg molecules in combined electric and magnetic fields
我们研究了电场和磁场对超远程极性里德伯分子结构的影响。在此，我们的重点是平行以及交叉场的配置考虑到$s$波和$p$波相互作用的里德堡电子和中性基态原子。我们显示了$p$ -波相互作用对纯$B$ -场配置的超长程分子态的强烈影响。在外场的存在下，角自由度获得振动字符，我们遇到的二维和三维振荡绝热势能面的平行和交叉场配置，分别。局部势阱的平衡构型可以通过依赖于电子激发的特定程度的两种场构型的外场参数来控制。这允许调整分子排列和取向。所得到的电偶极矩是在几个kDebye的顺序和振转能级间距的范围内的$2-250$ MHz。这两个属性进行了分析与不同的场强。
2014-05-02 physics.atom-ph
Total angular momentum representation for atom-molecule collisions in electric fields
结果表明，在存在外部电场的原子-分子碰撞问题可以解决使用总角动量表示在体固定坐标系中，导致一个计算效率高的方法从头模拟低温散射现象。我们的计算表明，快速收敛的截面的振动和斯塔克弛豫在He-CaD碰撞的总角动量态的数量在基组中，导致5-100倍的计算效率比以前使用的方法的基础上完全解耦的空间固定表示。这些结果开辟了可能性进行数值收敛的量子散射计算的原子-分子碰撞和化学反应的广泛存在的电场。
2012-02-21 physics.atom-ph physics.chem-ph
Universal stereodynamics of cold atom-molecule collisions in electric fields
我们使用精确的量子动力学计算来证明$^2Π$分子与$^1$ S态原子在外加电场中冷碰撞的普遍立体选择性。我们发现，冷碰撞的OH分子在其低场寻求$f$状态，其偶极矩的方向与场的方向相反，更容易导致非弹性散射比那些分子沿场的方向，导致几乎完美的空间不对称的非弹性碰撞截面。这种效应的普遍性质是由于高场寻求$e$态的简并$\pm M$斯塔克子能级之间的非弹性散射的阈值抑制，其中$M$是场轴上分子的总角动量的投影。以上的$Λ$ -双峰阈值，非弹性原子-分子碰撞的立体动力学可以通过电场诱导的共振，这使得有效的控制Ne + OH散射的碰撞能量范围内实现在当前的合并束实验调谐。
2021-06-26 physics.atom-ph physics.chem-ph
Fine Structure of Open Shell Diatomic Molecules in Combined Electric and Magnetic Fields
本文从理论上研究了电场和磁场对开壳层双原子分子转动动力学的影响。在刚性转子近似下，我们求解了包含精细结构相互作用和Λ-加倍效应的与时间无关的薛定谔方程。我们考虑三组分子的具体参数和几个领域的制度，并研究确定占主导地位的不同的相互作用之间的相互作用。诱导自旋和旋转自由度之间的耦合的可能性被证明。
2013-01-19 physics.atom-ph physics.chem-ph
Combined molecular dynamics and quantum trajectories simulation of laser-driven, collisional systems
我们引入了一个结合了分子动力学和量子轨道的程序来模拟近共振光场对碰撞系统中态矢量演化和粒子运动的影响。与无碰撞系统相比，在无碰撞系统中，具有自发发射的多能级激光驱动粒子的量子动力学可以用光学布洛赫方程（OBE）描述，在充分碰撞系统中，粒子速度在时间尺度上的变化与激光诱导的量子态动力学的变化相当。这些瞬时速度变化可以导致量子态的时间平均速度依赖性不同于OBE解决方案。我们使用这个多尺度代码来描述锶超冷中性等离子体中的激光冷却。通过模拟描述的重要现象包括通过快速改变速度的碰撞和冷却和非冷却方向的各向异性激光冷却之间的热化抑制电磁诱导的双折射。
2019-10-10 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Rydberg-State-Resolved Resonant Energy Transfer in Cold Electric-Field-Controlled Intrabeam Collisions of NH$_3$ with Rydberg He Atoms
在$\sim1$ K的平移温度下，利用低于15 V/cm的电场控制了NH-$_3$中的反转子能级到主量子数为$n=38$的三重里德堡态He原子的共振能量转移.实验在NH $_3$的脉冲超声束中进行，在He中以1：19的比例播种。在束流尾部的脉冲放电中制备了亚稳态1 s2 s $^3$ S $_1$能级的He原子。利用重NH $_3$和较轻亚稳He之间的速度滑移，以$\sim70$ m/s的质心碰撞速度进行碰撞研究。利用里德伯态选择性电场电离证实了原子-分子碰撞中的共振能量转移。实验数据进行了比较的基础上的碰撞参量方法的碰撞伙伴之间的共振偶极-偶极相互作用的理论模型。
2020-01-23 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Electric field dependence of complex-dominated ultracold molecular collisions
针对超冷非反应性偶极分子实验中观测到的两体损耗电场依赖特性，提出基于长程分子态混合与短程四聚体态密度的模型，解释损耗的普适性差异并应用于吸热体系基态分子碰撞研究。
2021-09-06 physics.atom-ph quant-ph
Electrically tuned Förster resonances in collisions of NH$_3$ with Rydberg He atoms
在交叉束装置上研究了弱电场对X $^1$ A $_1$基态的NH-$_3$与主量子数为$n = 36$ - $41$的三重态里德堡He原子之间共振能量转移的影响.对于$n$的这些值，在零电场中，里德堡态与$|ns\rangle$和$|np\rangle$态之间的电偶极跃迁可以被调谐到与NH $_3$中的基态反转跃迁共振，能量转移通过福斯特共振发生。在实验中，里德堡He原子，在脉冲超声束中旅行，从亚稳态$1s2s\,^3S_1$水平的共振双光子激发制备和跨越NH $_3$的溢出束，然后被检测的状态选择脉冲电场电离。共振能量转移过程通过监测来自$|ns\rangle$和$|np\rangle$ Rydberg态的电离信号的变化来确定，对于每个$n$值。电场的实验数据的依赖性是在良好的协议与计算结果，其中的共振偶极-偶极耦合之间的碰撞伙伴占。
2017-05-03 physics.atom-ph physics.chem-ph
Electric-field-controlled cold dipolar collisions between trapped CH$_3$F molecules
达到高密度是多原子分子冷碰撞实验的关键一步。我们使用冷冻离心机加载多达2个$\times10^7$ CH $_3$ F分子到盒状电阱中，在约350 mK的温度下实现高达10 $^7$/cm $^3$的密度，其中弹性偶极横截面超过7 $\times$ 10 $^{-12}$ cm $^2$。我们测量的非弹性速率常数低于4 $\times$-10 $^{-8}$ cm $^3$/s和控制这些通过调整一个均匀的电场，覆盖了大部分的陷阱体积。与从头计算的比较，偶极弛豫得到了很好的协议。我们的技术和发现是通用的，并立即为其他冷分子碰撞实验相关。
2022-04-26 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-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
Ground-state OH molecule in combined electric and magnetic fields: Analytic solution of the effective Hamiltonian
OH分子在超冷化学、量子流体、精密测量和量子计算等方面具有重要的应用价值。这些应用的关键是使用电场和磁场来减慢、引导、限制和状态控制OH。在这篇文章中，我们证明了相应的八维有效基态斯塔克-塞曼哈密顿量是完全可解的，并明确确定了潜在的手征对称性。我们的解析解开辟了深入的表征磁静电操纵的基态OH的方式。基于我们的结果，我们还讨论了一个可能的应用程序的量子模拟的不平衡伊辛磁铁。
2013-09-11 physics.atom-ph quant-ph
Ultracold collisions of the lithium monoxide radical
在$^{2}Π_{3/2}$基态的LiO分子的超冷碰撞被认为是在外部磁场或电场的影响下。非弹性碰撞被证明是抑制在适度的实验室强度的磁场和电场的存在。使热分布再热化的弹性碰撞的速率，以及相应的低速率的加热状态改变碰撞，表明LiO气体的量子简并性或甚至分子玻色-爱因斯坦凝聚是可以实现的，只要可以实现毫开尔文范围内的初始温度。
2020-05-19 physics.atom-ph quant-ph
Polar molecule reactive collisions in quasi-1D systems
研究了准一维几何中极性分子的散射。弹性和反应碰撞率作为碰撞能量和电偶极矩的函数计算不同的约束强度。数值结果解释的一阶散射和绝热模型。还讨论了普适偶极散射。我们的研究结果是相关的实验中，通过一维约束和施加的电场的碰撞动力学控制的设想。
2014-09-19 cond-mat.quant-gas 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
Collisional kinetics of non-uniform electric field, low-pressure, direct-current discharges in H$_{2}$
高能氢原子，分子和离子在纯H $_2$放电的碰撞动力学的模型被用来预测H $_2$发射剖面和空间分布的发射从阴极区域的低压，弱电离放电与各种各样的实验进行比较。正离子和负离子的能量分布也进行了预测。为空间均匀电场和电流密度小于$10^{-3}$ A/m $^2$开发的模型扩展到非均匀电场，$10^{3}$ A/m $^2$的电流密度，和电场气体密度比$E/N = 1.3$ MTd在0.002至5托压力。（1 Td = $10^{-21}$ Vm $^2$和1 Torr = 133 Pa）观察到的H $_α$发射的远翼多普勒展宽和空间分布与H $^+$、H $_2^+$、H $_3^+$和H $^-H$离子、快H原子和快H $_2$分子之间的反应以及与表面上快H原子的反射、激发和附着一致。H $_α$激发和H $^-$形成主要通过快H、快H $_2$和H $^+$与H $_2$的碰撞发生。简化包括使用一维几何形状、多束传输模型和平均阴极下降电场。H $_α$发射与电流密度在8个数量级以上呈线性关系。对H $_2^+$和H $_3^+$的离子能量分布计算值与实验值符合得很好，但对H $^+$和H $^-$的离子能量分布计算值仅定性符合.实验成功地模拟范围从短间隙，平行平面辉光放电梁状，静电约束放电。
2010-12-01 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Model for two-body collisions between ultracold dipolar molecules around a Förster resonance in an electric field
本研究提出一种单通道简单模型，描述电场中Förster共振附近超冷偶极分子的两体碰撞动力学，可复现已有的实验和理论结果，为超冷分子碰撞研究提供了全量子动力学之外的高效替代方法。
2022-04-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quadrupole radiation and $e^+e^-$ pair production in the collision of nonrelativistic nuclei
本文分析了非相对论核碰撞中产生$e^+e^-$对的单光子机制。发现虚光子电四极辐射对相应截面的贡献，并详细考虑了有限核尺寸的影响。比较了虚光子电偶极辐射和双光子对产生机制的贡献。结果表明，在较宽的相对速度范围内，电四极辐射的贡献占主导地位。还分析了产生$e^+e^-$对并由其中一个原子核捕获电子的截面。
2021-02-28 nucl-th physics.atom-ph
Topology of surfaces for molecular Stark energy, alignment and orientation generated by combined permanent and induced electric dipole interactions
我们表明，结合永久和诱导的电偶极子相互作用的极性和极化分子与共线电场导致一个独特的拓扑结构相应的斯塔克能量表面和其他可观的-如对齐和取向余弦-在平面上跨越的永久和诱导的偶极子相互作用参数。我们发现，轨迹的表面的交叉点可以跟踪分析和本征态以及它们的交叉点的数量可以由一个单一的整数指数。该指数的值，独特的特定比例的相互作用参数，带来了一个密切的亲属关系，通过超对称量子力学的设备，以前获得的一类斯塔克态的本征性质。
2013-12-20 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Highly elastic collisions of ultracold asymmetric top molecules in a static electric field
Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）
本文提出对超冷CaNH$_2$不对称陀螺分子施加静电场，利用其K双重态分裂诱导偶极相互作用，使弹性碰撞比损失碰撞高三个数量级，从而为蒸发冷却实现量子简并气体提供可行途径。
2026-09-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Stereochemical properties of the OH molecule in combined electric and magnetic fields: analytic results
超冷基态OH分子在电场和磁场作用下的立体化学性质是目前研究的热点。例如，最近出现在文献中的相关量，如分子排列和取向，通过使用大基组进行数值计算。在这项工作中，我们最近的精确解的基础上，有效的八维矩阵哈密顿的分子基态，我们提出了解析表达式的立体化学性质的OH。我们的结果只需要解代数方程，同意与上述完全数值计算，提供简单的场几何形状紧凑的表达式，允许随时访问相对未开发的参数空间，并产生直接更高的时刻的分子轴分布。
2015-08-24 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Dipolar Collisions of Ultracold Ground-state Bosonic Molecules
超冷极性分子间的偶极碰撞是一个重要的研究课题，无论是从基本观点来看，还是从成功探索具有强和长程偶极相互作用的多体物理学的角度来看。在这里，我们报告的研究超冷基态钠铷分子之间的碰撞在电场诱导电偶极矩高达0.7 $\;$ D。我们观察到一个逐步增强的损失，由于越来越强的各向异性偶极相互作用引起的不同的分波之间的耦合。改变我们的样品的温度，我们发现很好的协议与理论损失率假设复杂的形成为主要的损失过程。我们的研究结果揭示了新的光在强偶极相互作用的存在下，复杂的分子碰撞的理解，也证明了多功能性的修改分子相互作用与电场。
2018-12-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Mutual neutralization in Li$^+$-D$^-$ collisions: a combined experimental and theoretical study
我们提出了一个相结合的实验和理论研究的相互中和过程中的碰撞能量低于1 eV的锂离子（Li+）与氘阴离子（D-）的碰撞。我们采用一个合并束装置来确定总的和状态到状态的相互中和截面。我们进行核动力学计算使用多通道朗道-齐纳模型的基础上精确的从头计算分子数据。我们得到了很好的协议，在这项工作所涵盖的能量范围内的实验和理论结果。我们发现，在从头计算中使用的基组有一个有限的总截面的影响，但强烈影响的部分截面或反应分支比的结果。这表明了高精度测量的重要作用，以验证用于研究气相反应过程的理论方法。最后，计算了Li+ + H-和Li+ + D-的相互中和速率系数，并讨论了它们对天体化学模型的意义.
2019-08-08 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.atom-ph
A model analysis of rotationally inelastic Ar + H$_2$O scattering in an electric field
建立了电场中非对称陀螺分子与闭壳层原子热态-态旋转非弹性碰撞的解析模型，并将其应用于Ar-H $_2$ O碰撞体系.预测的截面以及碰撞的位阻不对称性显示在高达150 kV/cm的场依赖特性，可以通过实验测试。特别适合于这种测试的候选者是$0_{00} \to 2_{20}$和$1_{01} \to 2_{21}$通道，它们是由于$J$状态的混合而导致的无场选择规则的放松而产生的。平均超过$M'$产品渠道被发现在很大程度上消除了由该领域带来的方向效应。
2009-06-02 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
