Deceleration of a supersonic beam of SrF molecules to 120 m/s
我们报道了SrF分子束从290 ~ 120 m/s的减速。超声膨胀后，处于$X^2Σ$（$v=0$，$N=1$）低场搜索态的分子被行波斯塔克减速器的移动势阱捕获。在减速强度为9.6 km/s的$^2$情况下，我们已经证明了在4米长的模块化减速器中去除85%的初始动能。与以前的斯塔克减速实验相比，去除的动能的绝对量高1.5倍。演示的减速器为创建重双原子分子的高度准直和缓慢光束提供了一种新的工具，这是基础物理高精度测试的良好起点。
2016-09-30 physics.atom-ph
Optical Stark decelerator for cw molecular beam with a quasi-cw semi-Gaussian laser beam
提出了一种利用准连续波半高斯激光束对连续波过滤分子束进行减速的方案。利用蒙特卡罗模拟方法，对这种斯塔克光学减速方案进行了论证，并研究了连续波ND 3分子束的减速动力学过程以及减速效果与半高斯光束边界宽度的关系。我们的研究表明，所提出的方案可以用来有效地慢CW ND3分子束，并获得了9.33%的相对平均动能损失，通过使用一个单一的半高斯光束与阱深度为7.3 mK。
2008-03-28 physics.atom-ph
Stark deceleration of OH radicals in low-field-seeking and high-field-seeking quantum states
利用一个实验装置，研究了OH自由基在旋转振动${}^2Π_{3/2},v=0,J=3/2$基态的低场和高场两种激发态下的斯塔克减速.应用交变梯度聚焦，OH自由基在其低场寻求${}^2Π_{3/2},v=0,J=3/2,f$状态下已经从345 m/s减速到239 m/s，仅使用27个减速级就去除了50%的动能。交变梯度减速器允许独立地控制分子的纵向和横向操纵。采用优化的交替梯度减速高压切换序列，以根据减速过程中速度的变化来调整每个减速阶段的动态聚焦强度。此外，我们也减速OH自由基在其高场寻求${}^2Π_{3/2},v=0,J=3/2,e$状态从355米/秒到316米/秒。对于所涉及的状态，超精细能级的真实交叉发生在640 V/cm处，这通过改变施加到电极的偏置电压来检查。
2008-07-25 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.ins-det
Slowing polar molecules using a wire Stark decelerator
我们设计并实现了一种新型的基于线电极的斯塔克减速器，它适用于真空的应用。100个减速级由直径为0.6 mm的钽制成，阵列的总长度为110 mm，比具有相同数量的电极对的传统斯塔克减速器小大约10倍。使用金属丝减速器，我们已经消除了90%以上的动能从亚稳态CO分子的光束。
2010-09-27 physics.atom-ph
Prospects for rapid deceleration of small molecules by optical bichromatic forces
我们研究的前景，利用光学双色力（BCF），大大提高激光减速和冷却的小分子近循环过渡。我们讨论了BCF在具有内部简并的近循环转变中的预期行为，然后考虑使一氟化钙分子束减速的具体例子。我们选择CaF作为原型分子，既是因为它具有易于实现的近循环转变，也是因为它非常适合超冷分子物理和化学的研究。我们还报告了实验验证的关键要求之一，生产大的双色力在一个多层次的系统，通过在亚稳态氦原子束进行测试。
2011-11-12 physics.atom-ph
Optimizing the Stark-decelerator beamline for the trapping of cold molecules using evolutionary strategies
我们证明了反馈控制优化的斯塔克减速和捕获的中性极性分子，使用进化策略。在斯塔克减速器光束线脉冲电场用于减速OH自由基，并随后将它们存储在静电阱中。减速和捕获过程的效率由所施加的电场脉冲的精确定时确定。这些定时的自动优化产生被捕获的OH自由基的数量的40%的增加。
2006-09-07 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.ins-det
Deceleration and trapping of SrF molecules
我们报告中性SrF分子的静电捕获。分子从低温缓冲气体束源捕获到4.5米长的行波斯塔克减速器的移动陷阱。随着移动陷阱的速度从190 m/s逐渐减小到零，处于$X^2Σ^+(v=0, N=1)$状态的SrF分子被带到静止。分子在减速器的多个电阱中保持长达50 ms。捕获的包具有1 mm $^{3}$的体积（FWHM）和5（1）m/s的速度扩展，其对应于$60(20)$ mK的温度。我们的研究结果表明，3倍的增加，分子质量已斯塔克减速和捕获。重分子（质量为$>$ 100 amu）对探测物理学提供了超出标准模型的高度增加的灵敏度。这项工作大大扩展了中性分子的种类，可以创建慢光束用于碰撞研究，精密测量和捕获实验。
2021-03-14 physics.atom-ph
Deceleration and trapping of heavy diatomic molecules using a ring-decelerator
本文分析了运动电势对处于低场寻道态的重双原子分子的减速和囚禁。这种移动的电势是由一个“环形减速器”产生的，该减速器由一系列环形电极组成，向这些电极施加振荡的高电压。粒子轨迹模拟已被用来分析一组分子的减速和捕获效率，这是特别感兴趣的基本离散对称性的精确测量。对于SrF分子在（N，M）=（2，0）状态的典型情况，环减速器被示出为优于传统和交替梯度斯塔克减速器至少一个数量级。如果通过激光冷却的阶段进一步冷却，则减速的分子允许与低温分子束实验相比，在宇称违反测量中的灵敏度增益几乎为两个数量级。
2012-09-10 physics.atom-ph
Mitigation of loss within a molecular Stark decelerator
斯塔克减速器内的横向运动在减速的总效率中起着很大的作用。我们区分两个不同的制度的分子损失在放缓的过程中。第一种机制涉及由于横向和纵向运动的耦合而引起的分布损失，而第二种机制是最后几个阶段内分子速度迅速降低的结果。在这项工作中，我们描述了这些影响，并提出了克服这些影响的方法。基于现有减速器几何形状的修改后的开关时间序列的解决方案导致在中间速度区域中稳定分子的大增益，但未能解决在非常低的最终速度下的损失。我们提出了一种新的减速器的设计，四极引导减速器，它消除了分布的损失，由于整个减速过程中的横向/纵向耦合，也表现出增益超过正常减速到最低速度。
2007-05-23 physics.atm-clus physics.atom-ph
A Stark decelerator on a chip
衬底上的1254个电极的微结构化阵列已被配置为在衬底上方约25 $μ$ m处产生具有120 $μ$ m周期性的电场强度的局部最小值的阵列。通过向电极施加正弦变化的电势，可以使这些最小值沿着阵列平滑地移动。在低场条件下寻找量子态的极性分子可以被捕获在这些移动势阱中。最近，我们通过在衬底上方以恒定速度传输亚稳态CO分子来实验证明了这一点[Phys. Rev. Lett. 100（2008）153003]。在这里，我们概述和实验演示如何使用这种微结构阵列直接从分子束中减速极性分子。为此，当分子到达芯片上方时，需要打开正弦变化的电势，它们的频率需要及时降低，并且它们需要在分子再次离开芯片之前关闭。亚稳态CO分子从360 m/s的初始速度到低至240 m/s的最终速度的减速在5 cm长的电极阵列上方的15-35 mK深势阱中被证明。这对应于几乎$10^5$ $g$的减速，并且在该过程中从亚稳态CO分子中去除约85 cm $^{-1}$的动能。
2008-12-08 physics.atom-ph
Principles and design of a Zeeman-Sisyphus decelerator for molecular beams
我们探索了一种利用静态磁场和光抽运使分子减速的技术。分子穿过空间变化的磁场，并且当它们向每个强场区域移动时被反复地泵入弱场寻求状态，并且当它们向弱场移动时被反复地泵入强场寻求状态。该方法是时间无关的，因此适用于脉冲和连续分子束的减速。通过在每个弱场区域使用引导磁体，可以同时引导和减速束。通过使强场区域中的磁场强度逐渐变小，并利用多普勒频移，可以在减速期间压缩速度分布。我们开发这种减速技术的原则，提供了一个现实的设计，使用数值模拟来评估其性能的一束CaF，并比较这种性能与其他减速方法。
2016-09-19 physics.atom-ph
Method for traveling-wave deceleration of buffer-gas beams of CH
低温缓冲气体束是产生冷分子自由基亮源的一种很有前途的方法。为了使用这些光束在控制碰撞能量的反应研究中，或在捕获实验中，需要一种方法来控制光束的前进速度。斯塔克减速器可以是控制超音速射流产生的分子平均速度的有效工具，但由于脉冲长度较长，缓冲气体束的有效减速提出了新的挑战。行波减速器由于其在减速期间将分子限制在三维中的能力以及电极的模拟控制所提供的多功能性而独特地适合于满足这些挑战。我们在低温缓冲气室中产生了基态CH（$X^2Π$）自由基，并有可能产生$10^{11}$ mol/L的冷分子束。脉搏了我们提出了一个通用的协议斯塔克减速的光束与大的位置和速度传播使用的行波减速器。我们的方法涉及约束分子横向与六极的优化距离之前减速。这使分子包的相空间分布旋转，使得包与减速器的时变相空间接受度相匹配。我们证明了与模拟，这种方法可以减速的一个行波减速器的连续井中的分子的显着比例，以产生冷和受控分子实验的能量调谐光束。
2013-12-03 physics.atom-ph physics.chem-ph
Deceleration of molecules in a supersonic beam by the optical field in a low-finesse cavity
我们研究了超声分子束在低精细光学腔中的动力学行为，并证明了在类似静电斯塔克减速的过程中，光束中的大多数分子可以被腔内光场减速到零中心速度。我们表明，用于减慢分子的光场的快速切换是由腔诱导动力学自动产生的。我们进一步表明，$\sim1\%$的分子可以被光学捕获在几毫开尔文在同一腔。
2014-10-17 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Nonadiabatic transitions in a Stark decelerator
在斯塔克减速器中，极性分子被在两种配置之间切换的不均匀电场减慢并聚焦。为了使减速器工作，分子必须动态地跟随变化的电场。当减速器从一种配置切换到另一种配置时，电场的大小和方向发生变化，这可能导致分子改变状态。在电场较弱的地方，开关期间电场矢量的旋转可能太快，分子无法保持其相对于电场的取向。当场转换时，处于这些位置的分子可能会从减速器中丢失，因为它们被转移到不聚焦的状态。我们计算的概率非绝热过渡作为一个函数的位置在周期性的减速器结构，并发现，对于减速组的分子的损失通常是小的，而对于未减速组的分子的损失可以是非常高的。可以使用偏置场来消除这种损耗，以确保电场幅度总是足够大。我们证明我们的研究结果通过比较实验和模拟的LiH和CaF分子的斯塔克减速的结果。我们提出了一个简单的方法来计算的过渡概率，可以很容易地应用到其他感兴趣的分子。
2010-03-04 physics.atom-ph
Alternating gradient focusing and deceleration of large molecules
利用时变非均匀电场阵列的交替梯度结构，对苯甲腈（C $_7$ H $_5$ N）分子进行了聚焦和减速实验。苯甲腈是典型的大型非对称顶部分子，表现出丰富的旋转结构和高密度的状态。在3.5K的转动温度下，在脉冲分子束中，许多转动态被填充。苯甲腈分子在其绝对基态减速从320米/秒至289米/秒，并获得类似的变化速度为激发旋转状态。所有的测量结果都与弹道计算的结果吻合得很好。这些实验表明，这样大的多原子分子是服从强大的斯塔克减速方法。
2008-03-05 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
Static trapping of polar molecules in a traveling wave decelerator
我们目前的实验减速和捕获氨分子使用的组合的斯塔克减速器和行波减速器。在行波减速器中，通过施加振荡高电压的一系列环形电极产生移动电势。通过降低施加电压的频率，限制在移动阱中的分子被减速并使其静止。由于分子被限制在一个真正的3D阱中，这种新型的减速几乎没有损失，从而大大改善了通常的斯塔克减速技术。通过使用快速HV放大器放大任意波发生器的输出来产生必要的电压，从而使我们能够对捕获的分子进行很好的控制。我们通过实验说明了这一点，在这些实验中，我们对被困的NH3和ND3分子进行了冷却，并共振激发了它们的运动。
2013-03-13 physics.atom-ph physics.chem-ph
Can we observe the gravitational quantum states of Positronium?
本文讨论了观测电子偶素引力量子态的可行性。所提出的方案采用流投技术，用于第一次观察这种效果与中子。里德伯正电子素原子的准直和斯塔克减速允许选择所需的速度类。如果这个实验可以用正电子素来实现，它将导致在百分之几的水平上确定这个物质-反物质系统的g。正如本文所讨论的，大多数所需的技术目前都是可用的，但在这样的实验成为现实之前，必须通过实验证明重要的里程碑。这些原则是：聚束正电子束的有效聚焦，里德堡正电子素的斯塔克减速及其随后的激发到具有大角动量的状态。我们提供了对这些步骤所期望的效率的估计，并假设这些可以被确认，我们计算信号速率。
2014-08-29 hep-ex physics.atom-ph
Ultracold molecules for quantum simulation: rotational coherences in CaF and RbCs
我们探索使用超冷分子作为未来实验的平台，在该领域的量子模拟，专注于两个分子物种，$^{40}$钙$^{19}$ F和$^{87}$ Rb $^{133}$ Cs。我们报告了使用微波场在两种分子中进行相干量子态控制的发展;这是许多量子模拟应用的关键因素。我们证明了原理证明拉姆齐干涉测量与条纹间距的$\sim 1~\rm kHz$和调查的失相时间的叠加的$N=0$和$N=1$旋转状态时，分子被限制。对于这两个分子，我们表明，明智的选择分子超精细状态的空间变化的过渡频率的影响最小化跨越陷阱。对于磁俘获的$^{40}$ Ca $^{19}$ F，我们使用磁不敏感跃迁，观察到0.61（3）ms的相干时间。对于光俘获的$^{87}$ Rb $^{133}$ Cs，我们利用AC斯塔克位移中避免的交叉，观察到0.75（6）ms的最大相干时间。
2018-11-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Rydberg states of helium in electric and magnetic fields of arbitrary relative orientation
本文研究了氦原子（$n$ = 30和45）在磁场、电场以及磁场和电场的组合场中的里德堡态的光谱。重点是两种特殊情况，其中（i）抗磁项可以忽略，顺磁塞曼效应和斯塔克效应都是线性的（$n$ = 30，$B \leq$ 120 mT和$F$ = 0 - 78 V/cm），和（ii）抗磁项占主导地位，斯塔克效应是线性的（$n$ = 45，$B$ = 277 mT和$F$ = 0 - 8 V/cm）。这两种情况都对应于由电场和磁场引起的相互作用比库仑相互作用弱得多，但比自旋-轨道相互作用强得多的区域。实验光谱相比，通过确定描述氦里德堡态在外场的哈密顿矩阵的本征值计算的光谱。在外部领域的光谱和计算的能级图显示避免交叉之间的水平不同的$m_l$值和显着的$m_l$ -混合效应之间的所有角度的电场和磁场矢量0。这些意见进行了讨论的背景下，发展的方法，以产生密集的样品的冷原子和分子在磁阱里德伯-斯塔克减速。
2017-01-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
OH hyperfine ground state: from precision measurement to molecular qubits
我们使用精确的微波光谱--在斯塔克减速的辅助下--来揭示OH在其^2基态中的低磁场行为，确定了两个适合作为量子比特的场不敏感超精细跃迁，并确定了Λ-二重态的相反宇称分量之间的差分Lande g因子为1.267（5）\times 10^{-3}。我们成功地用一个有效的超精细塞曼哈密顿量对数据进行了建模，我们用它对磁敏感的、天体物理上重要的ΔF= \pm 1卫星线频率进行了十倍的改进，得到了1720529887（10）Hz和1612230825（15）Hz。
2006-08-18 physics.atom-ph quant-ph
Electrostatic trapping of metastable NH molecules
我们报道了$^{14}$ NH（$a ^1Δ$）自由基的斯塔克减速和静电捕获。在阱中，分子在自旋禁戒$A ^3Π\leftarrow a ^1Δ$跃迁时被激发，并通过其随后到$X ^3Σ^-$基态的荧光被检测到。1/e俘获时间为1.4 $\pm$ 0.1 s，由此推导出$a ^1Δ, v=0,J=2$态辐射寿命的下限为2.7 s。测量了捕获场中分子的光谱分布，以探测它们的空间分布。亚稳态NH的静电捕获，随后被捕获的分子的电子基态的光泵是这些自由基在磁阱中积累的重要步骤。
2008-01-07 physics.atom-ph physics.chem-ph
Prospects for measuring the electric dipole moment of the electron using electrically trapped polar molecules
重极性分子可以用来测量电子的电偶极矩，它是超越标准模型的物理学的灵敏探针。该值通过测量分子在垂直于外加电场的平面内的自旋旋进来确定。这种进动相干地演变的时间越长，测量的精度就越高。对于阱中的分子来说，这种相干时间确实可能很长。我们评估中性分子被电捕获的实验的灵敏度，并将其与分子束中的等效测量进行比较。我们考虑使用一个斯塔克减速器加载的陷阱从超声源，并计算YbF分子在强场寻求和弱场寻求状态的减速效率。在阱中保持1s的时间，统计灵敏度可以比在束实验中高10倍，如果阱可以从更大发射度的源加载，这可以进一步提高5倍。我们研究了由于在陷阱中的场的不均匀性的一些影响，并发现，旋转的电场方向，导致一个不均匀的几何相移，是一个敏感的陷阱为基础的测量的主要障碍。
2010-01-29 physics.atom-ph
Cold free radical molecules in the laboratory frame
一类特殊的分子，即自由基分子，对分子动力学和化学物理的许多子领域都很重要，现在在实验室框架中享有很大程度的质心运动控制。本文报道的例子涉及羟基自由基（OH），它的内部自由度在超音速膨胀冷却后，已被聚束，加速，并使用随时间变化的非均匀电场减慢。激光诱导荧光沿光束传播路径的原位观测允许详细表征的纵向相空间操纵的OH分子的电场。创建一个脉冲包含1 e3至1 e6分子拥有纵向速度从2到80米/秒左右的平均实验室速度变量从550米/秒到休息，只有几毫米的空间范围代表了一个令人兴奋的和有用的新的实验能力，探索自由基动力学。本文提供了最详细的研究斯塔克减速动力学的日期。
2004-03-26 physics.atom-ph physics.chem-ph
