Direct electrical access to the spin manifolds of individual monovalent lanthanide atoms
该研究通过扫描隧道显微镜实现单个一价镧系原子的电子自旋共振,利用未配对6s电子访问4f电子,展示了铕的丰富跃迁和钐的大g因子,为量子器件和自旋电子学提供了全电子自旋控制途径。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.chem-ph
Scalar Static Polarizabilities of Lanthanides and Actinides
本文计算了镧系和锕系原子的标量静态极化率,这些原子具有开放的$4f$或$5f$亚壳层。我们表明,低的状态的极化率是近似相同的所有状态的给定的配置,并提出了一种方法来计算他们减少价空间,只有两个或三个价电子占据$6s$和$5d$状态的镧系元素或$7s$和$6d$状态的锕系元素,而$4f$和$5f$状态被认为是在核心。用组态相互作用技术计算了镧系元素$4f^n6s^2$和$4f^{n-1}6s^25d$组态的所有态和锕系元素$5f^{n}7s^2$和$5f^{n-1}7s^26d$组态的所有态的极化率。在RPA近似下计算了电子核(包括f轨道)的极化率。
2014-03-20 physics.atom-ph
FitAik: a package to calculate least-square fitted atomic transitions probabilities. Application to the Er+ lanthanide ion
我们提出了一种新的方法,在我们的新软件包\textit{FitAik}中实现,通过使用单电子跃迁积分$\langle n\ell |r| n'\ell' \rangle$(其中$r$是电子径向坐标)作为可调量,对计算的和实验的原子跃迁几率进行最小二乘拟合。\textit{FitAik}与Cowan代码套件连接,可自动写入输入文件并读取输出文件。我们说明我们的程序与Er $^{+}$离子的例子,其中计算和实验爱因斯坦系数之间的协议是非常好的。\emph{FitAik}的源代码可以在GitLab上找到,计算出的爱因斯坦系数存储在我们新的数据库CaDDiAC中。它们也被用来计算Er $^+$的动态偶极极化率。
2023-01-03 physics.atom-ph quant-ph
Opacity of the highly ionized lanthanides and the effect on the early kilonova
我们首次研究了镧系元素(Z = 57- 71)的存在对中子星合并后t~ h千诺瓦的影响。为此,我们计算了所选镧系元素Nd(Z = 60),Sm(Z = 62)和Eu(Z = 63)的原子结构和不透明度。我们认为,当温度T ~ 10^5 K时,电离度可达十分之一(XI),适用于合并后几小时的喷出物。我们发现,由于高密度的能级,高度电离的镧系元素的不透明度非常高,Eu的k_exp~1000 cm ^2/g。使用新的不透明度,我们进行辐射转移模拟表明,早期的光变曲线变得暗淡的(最大)四个因素,相比镧系元素的无喷出物在t~0.1天。然而,由于喷出物最外层的不透明度随时间的快速变化,光变曲线受到影响的时间相对较短。我们预测,对于距离约为100 Mpc的源,富镧系元素喷出物的紫外亮度在t~0.1天时下降到~21-22 mag,在t~0.2天左右出现紫外峰值,幅度为~ 1.25。未来通过现有的紫外线卫星如雨燕或即将发射的紫外线卫星ULTRASAT探测这样的千诺瓦,将对外层喷出物的丰度提供有用的限制以及相应的中子星合并的核合成条件。
2022-06-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.atom-ph
Light-Assisted Collisions in Tweezer-Trapped Lanthanides
Universität Innsbruck(因斯布鲁克大学);Institut für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie der Wissenschaften(奥地利科学院量子光学与量子信息研究所);Lund University(隆德大学)
研究光介导的单体和双体过程,通过光学镊子捕获的铒原子在近共振光下的相互作用,开发蒙特卡洛算法分析原子内部和外部动力学,验证模型后指导实验探索铒不同跃迁的碰撞效率与单原子制备保真度。
2026-03-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Unconventional Chemical Bonding of Lanthanide-OH Molecules
本研究通过理论计算揭示镧系氢氧化物分子(DyOH和ErOH)的基态成键涉及4f电子转移至羟基,不同于碱土金属氢氧化物,且具有特定的角动量量子数和较小的偶极矩。
2025-04-20 physics.atom-ph quant-ph
Anisotropic optical trapping as a manifestation of the complex electronic structure of ultracold lanthanide atoms: the example of holmium
原子的动态偶极极化率决定了光阱的效率,原子动态偶极极化率的实部和虚部分别与原子的势能和光子散射率有关。本文给出了镧系元素原子标量、矢量和张量极化率实部和虚部的解析计算方法。我们假设状态求和公式只包括涉及价轨道中电子的跃迁,如$6s$、$5d$、$6p$或$7s$,而忽略涉及$4f$核心电子的跃迁。应用这种形式主义的地面水平的配置$4f^q6s^2$,我们限制的总和过渡暗示的$4f^q6s6p$配置,产生极化率取决于两个参数:一个有效的过渡能量和一个有效的过渡偶极矩。然后,通过引入$4f^q6s6p$与其他组态之间的组态相互作用混合,我们证明了标量、矢量和张量极化率的虚部对组态相互作用系数非常敏感,而实部则不敏感。因此,光子散射率的大小和各向异性与原子电子结构的细节密切相关。这些分析结果与我们详细的电子结构计算的能级,Landé $g$ -因子,跃迁几率,极化率和范德华$C_6$系数,以前进行的铒和镝,目前进行的钬。我们的研究结果表明,虽然态密度随着$q$的增加而降低,但在铒($q=12$)中,$4f^q6s6p$,$4f^{q-1}5d6s^2$和$4f^{q-1}5d^26s$之间的组态相互作用令人惊讶地强于钬($q=11$),其本身强于镝($q=10$)。
2017-04-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum Chemistry in a Novel Hybrid Dipolar Atom-Ion Mixture
Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学);Stony Brook University(石溪大学)
该研究提出一种结合镱离子与偶极镝原子的新型混合体系,探讨其中原子-离子相互作用对量子化学过程的影响,发现高密度下三体复合可与分子离子形成竞争,为实验验证提供途径。
2026-10-02 physics.atom-ph
Trapping and imaging single dysprosium atoms in optical tweezer arrays
本研究在532 nm光镊阵列中成功捕获并成像了单个镝原子,利用镧系元素特有的各向异性光位移调节微分光位移以实现近魔幻或魔幻偏振,为量子物理研究开辟了新方向。
2023-10-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Structure and interactions of atoms and diatomic molecules: from ultracold gases to doped solids
Université Bourgogne Europe(勃艮第欧洲大学)
本文综述了博士后研究,第一部分涉及中性三价镧系元素的原子结构计算,应用于超冷气体和稀土掺杂固体;第二部分研究碱金属原子、双原子分子及镧系原子的长程相互作用,用于表征超低温现象如光缔合和碰撞屏蔽。
2026-06-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Factor of 1000 suppression of the depolarization rate in ultracold thulium collisions
Russian Quantum Center(俄罗斯量子中心);Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);PN Lebedev Institute RAS(列别捷夫物理研究所);Bauman Moscow State Technical University(鲍曼国立技术大学)
通过调节磁场将钍ium碰撞的去极化率降低千倍,为量子模拟中利用Zeeman能级群提供了可能。
2025-10-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Optical cooling and trapping of highly magnetic atoms: The benefits of a spontaneous spin polarization
从长程相互作用系统的研究到规范场的模拟,开壳层镧系原子的大磁矩和窄光跃迁为超冷量子气体领域开辟了新的方向。至于其他原子物种,磁光阱(MOT)是实验的工作马,但由于原子的大电子自旋,其操作具有挑战性。在这里,我们提出了一个窄线镝MOTs的实验研究。我们表明,辐射压力和引力的组合导致电子自旋的自发极化。的自旋组合物测量使用斯特恩-格拉赫分离的自旋水平,揭示了气体变得几乎完全自旋极化大的激光频率失谐。在这种情况下,我们达到了MOT的最佳操作,样品通常为$3\times 10^8$原子,温度为15\,$μ$ K。自旋极化降低了辐射冷却描述的复杂性,这允许一个简单的模型来解释我们的测量。我们还测量了密度依赖的原子损失率,发现与基于光诱导范德华力的模型很好的一致。在自旋极化区达到最小的两体损失率$β\sim 2\times10^{-11}\,$ cm $^{3}$ /s。我们的结果构成了一个基准的磁性镧系原子的超冷气体的实验研究。
2017-02-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ion-atom cold collision: Formation of cold molecular ion by radiative processes
从理论上讨论了低能离子-原子碰撞,并预言了光缔合形成冷分子离子的可能性。我们目前的结果辐射的同性和异性核原子-离子冷碰撞,揭示阈值行为的原子-离子系统。
2011-01-07 physics.atom-ph
Dispersion coefficients for the interaction of inert gas atoms with alkali and alkaline earth ions and alkali atoms with their singly ionized ions
本文给出了惰性气体原子与碱金属离子、碱土金属离子和碱金属原子与其单电荷离子相互作用的色散系数。我们使用我们的相对论耦合集群方法来确定动态偶极和四极极化率的碱金属原子和单电离碱土金属原子,而相对论随机相位近似方法已被采用,以评估这些数量的封闭壳层配置的惰性气体原子和单,双电离碱金属和碱土金属原子,分别。通过静态极化率值与实验结果的比较,判断了这些结果的准确性。这些极化率进一步与其他理论结果进行了比较。我们估计的分散系数的准确性比[At.数据和核数据表101,58(2015)]进行了讨论。这些结果和其他已报道的改进的结果将有助于全面理解低温区冷原子和原子-离子混合囚禁实验中涉及这些原子-原子和原子-离子相互作用的碰撞物理。
2016-05-17 physics.atom-ph
Combined ion and atom trap for low temperature ion-atom physics
我们报道了一种同时捕获空间重叠的离子和冷原子的实验装置和技术。这种装置的动机是在从热到超冷的温度范围内研究离子-原子过程。这个领域是一个很大程度上未经探索的物理学领域与冷囚禁原子。在这篇文章中,我们讨论了结合这两个陷阱的一般设计考虑,并提出了我们的实验装置。离子阱和原子阱的特征彼此独立。两者的同时操作,然后描述和实验签名的离子和冷原子的相互影响。最后,简要讨论了这种仪器在物理和化学中的几个问题上的应用。
2011-04-13 physics.atom-ph
Spectroscopic properties of the molecular ions BeX^+ (X=Na, K, Rb): Forming cold molecular ions from an ion-atom mixture by stimulated Raman adiabatic process
本文采用基于赝势模型、高斯基组、有效核极化势和全组态相互作用(CI)的量子化学方法,计算了由碱金属离子Be和碱金属原子X组成的分子离子BeX^+(X=Na,K,Rb)的势能曲线、光谱参数和跃迁偶极矩.我们详细研究了碱金属离子与碱金属原子的量子碰撞。此外,我们还研究了离子-原子碰撞体系中通过受激Raman绝热过程形成分子离子的可能性,并讨论了实现布居转移的参数范围。我们的结果对离子-原子冷碰撞和冷分子离子形成的实验实现具有重要意义。
2018-05-25 physics.atom-ph
Selective ionization of Rydberg atoms to reduce the energy spread of a cold atom focused ion beam
本文提出利用铷-85里德伯原子的选择性电离降低冷原子聚焦离子束能散,并通过实验图谱与原位测量验证能散最多可改变50%,为提升聚焦离子束分辨率提供了新方法。
2025-05-09 physics.atom-ph
Effect of nuclear quadrupole moment on parity nonconservation in atoms
自旋为$I \ge 1$的核具有弱四极矩,这导致张量对核与电子之间的宇称非守恒相互作用的贡献。我们计算了Yb $^+$、Fr和Ra $^+$的这种贡献,发现它很小。相反,在许多镧系元素中(例如,Nd、Gd、Dy、Ho、Er、Pr、Sm)和Ra接近相反宇称的水平导致效应的强烈增强,使其足够大以进行测量。另一种可能性是测量Bi的基态的超精细分量之间的PNC跃迁。由于核的弱电荷主要是中子,这就为测量核中中子分布的四极矩开辟了一条途径。
2017-04-28 nucl-th physics.atom-ph
Photoionization of ions with synchrotron radiation: From ions in space to atoms in cages
介绍了利用同步辐射源的X射线对质荷选择电离的原子、分子和团簇进行光电离的光子-离子合并束技术。从简单的少电子体系的外层电离到复杂的多电子离子的内壳层电离,讨论了原子离子光电离的例子。阐明了基本的电离机制,指出了这些结果在天体物理和等离子体物理中的重要应用。最后,以内嵌富勒烯离子为例,说明了光子-离子合并束技术在纳米粒子光吸收研究中的独特能力。
2017-02-21 physics.atom-ph
Ionization of highly charged relativistic ions by neutral atoms and ions
研究了中性原子和离子对高电荷态相对论离子的电离。本文给出了最近发展的基于相对论玻恩近似和等效光子近似的计算机程序的数值结果。外层的电离占主导地位。对于对该过程起主要作用的外射电子层,可以使用非相对论性薛定谔波函数。本文给出了任意量子数$n$和$\ell$电子电离的Dirac矩阵元的非相对论约化公式。
2008-11-07 physics.atom-ph
Rydberg molecules for ion-atom scattering in the ultracold regime
我们提出了一种新的实验方法,以扩大调查的离子-原子碰撞从迄今为止研究的冷,本质上是经典制度的超冷,量子制度。这种方法的关键是使用里德伯分子来初始化超冷离子-原子散射事件。我们将所提出的方法与锂离子原子系统,我们提出了模拟的初始里德伯分子波函数,自由光电离,在离子原子散射势的存在下演变。我们从从头计算的相互作用势的离子-原子散射长度预测的界限。我们表明,在预测的范围内,散射长度可以实验确定的散射波包的速度的情况下,$^\textsf{6}\textsf{Li}^\textsf{+}$ - $^\textsf{6}\textsf{Li}$,并从分子离子分数的情况下,$^\textsf{7}\textsf{Li}^\textsf{+}$ - $^\textsf{7}\textsf{Li}$。所提出的利用里德伯分子进行超冷离子-原子散射的方法,特别是针对锂离子-原子系统,也很容易适用于其他离子-原子系统。
2018-04-16 physics.atom-ph
Two-dimensional shelving spectroscopy of ultraviolet ground state transitions in dysprosium
Universität Stuttgart(斯图加特大学);MIT(麻省理工学院)
研究镝原子多个紫外基态跃迁,利用二维 shelving 光谱学测定超精细结构和总角动量,揭示紫外跃迁对光钟和量子气体显微镜的重要性。
2026-04-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Improving Efficiency of Sympathetic Cooling in Atom-Ion and Atom-Atom Confined Collisions
我们提出了一种新的方式,在电磁保罗陷阱的离子的交感冷却:它意味着使用冷缓冲原子在原子离子约束诱导共振(CIR)的区域。问题是,离子不可避免的微动及其与混合原子-离子阱中较冷原子环境相互作用的长程性质阻止了其共振冷却。我们发现,离子微动对其交感冷却的破坏性影响,但可以抑制在附近的原子-离子CIR。其起源是CIR附近原子-离子波函数的“费米子化”,其中原子-离子对表现为一对不相互作用的相同费米子。这阻止了原子与离子在共振附近的完全接近,并且不会增强离子的微动,这会干扰其交感冷却。以Li-Yb $^+$和Li-Yb受限系统为例,采用准经典量子方法研究了原子-离子和原子-原子受限碰撞中共振环周围的交感冷却效应.在这种方法中,冷原子的薛定谔方程与较热重离子或原子碰撞过程中的经典Hamilton方程同时积分。我们发现在原子-离子混合阱中,冷原子对离子的共振冷却是可能的。我们还表明,它是可能的,以提高效率的交感冷却原子陷阱,通过使用原子CIR。
2021-01-10 physics.atom-ph quant-ph
Comment on "Measurement of a large Chemical Reaction Rate between Ultracold Closed-Shell ^{40}Ca Atoms and Open-Shell ^{174}Yb^{+} Ions Held in a Hybrid Atom-Ion Trap"
我们估算了$^{40}$ Ca - $^{174}$ Yb $^{+}$分子离子的辐射猝灭率,发现它低估了最近实验中报道的数值约5个数量级。我们对这一巨大差异的可能解释发表评论。
2012-11-21 physics.atm-clus physics.atom-ph
Sympathetic and swap cooling of trapped ions by cold atoms in a MOT
一个冷却和捕获的离子和原子的混合系统,为离子辅助冷化学和新颖的多体研究铺平了道路。由于单个俘获机制的不同,被俘获的原子明显比被俘获的离子冷,因此在组合系统中,强的二元离子$-$原子相互作用导致从离子到原子的热流。相反,被捕获的离子也可以被冷原子碰撞加热,使离子和原子之间的平衡变得有趣。在这里,我们的实验表明,铷离子(Rb $^+$)冷却接触磁光捕获(MOT)Rb原子,相反的一般预期的离子加热等离子和原子质量。从理论上解释了冷却机理,并用数值模拟加以验证。共振电荷交换(RCx)碰撞,它允许交换冷却的离子与原子,其中一个单一的掠射碰撞事件带来的快速离子休息的重要性进行了讨论。
2011-12-26 physics.atom-ph quant-ph
Spin-orbit coupled two-electron Fermi gases of ytterbium atoms
通过耦合两个超精细基态和一个窄的光学跃迁,我们在$^{173}$ Yb原子的双电子费米气体中实现了自旋轨道耦合(SOC)。由于SU($N$)对称性的$^1$ S $_0$基态流形,这是不敏感的外部磁场,一个光学AC斯塔克效应被施加到分裂的基态自旋态,这表现出高的稳定性与实验相比,碱金属和镧系元素原子,并从其它超精细能级中分离出一个有效的自旋1/2子空间,以实现SOC。镱费米子全光自组织光学的实现,为长寿命自旋轨道耦合费米气体的研究提供了一条新的途径,极大地拓展了我们研究类碱土原子自旋轨道物理的能力。
2016-12-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Chaos and localization in the wavefunctions of complex atoms NdI, PmI and SmI
采用多组态Dirac-Fock方法计算了镧系元素Nd I、Pm I和Sm I的波函数,并采用一加二体随机矩阵系综的嵌入高斯正交系综[EGOE(1+2)],计算了它们的态密度、强度函数($F_k(E)$)、主成分数($ξ_2(E)$)和单粒子轨道密度($\lan n_α\ran^E$).可以看出,态密度一般是多模态的,$F_k(E)$的表现出作为基状态能量的函数的变化和$ξ_2(E)$的显示结构所产生的局域态。通过研究偏密度、$F_k(E)$、$ξ_2(E)$和$\lan n_α\ran^E$之间的相关性以及Hamilton矩阵的结构,研究了偏离EGOE(1+2)的原因.这些研究指出了EGOE(1+2)的运作,但同时建议应将分离良好的配置之间的弱混合纳入EGOE(1+2)中,以更定量地描述NdI、PmI和SmI中的混沌和局域化。
2004-12-06 physics.atom-ph physics.gen-ph
Electro-optical ion trap for experiments with atom-ion quantum hybrid systems
在原子、分子和光学(AMO)物理的发展中,原子-离子杂化系统的特征在于实验AMO工具箱中的一个新工具:原子-离子相互作用的存在。最先进的原子-离子实验中的主要限制之一是由保罗阱中离子动力学的微动分量表示,因为原子-离子碰撞中微动的存在导致防止原子-离子混合物经历相干演化的加热机制。在这里,我们报告的设计和模拟的一种新的离子捕获装置,特别是设想与超冷原子实验的集成。通过使用基于光场和静电场的组合的电光阱来实现离子约束,使得在离子的动力学中不存在微动分量。约束光场由在蝴蝶结腔的交叉处产生的深光晶格产生,而静电四极确保离子在正交于光晶格的平面中的约束。该装置还配备了一个保罗陷阱,用于冷却热原子束光电离产生的离子,两个离子陷阱的设计有利于将离子从保罗陷阱交换到电光陷阱。
2020-01-31 physics.atom-ph quant-ph
Measurement of collisions between rubidium atoms and optically dark rubidium ions
测量了磁光阱中激光冷却的铷原子与重叠Paul阱中光学暗的铷离子的碰撞速率系数。在这样的混合物中,离子由MOT原子产生并允许在离子阱中积累,这导致稳态MOT原子的数量显著减少。建立了一个理论速率方程模型来描述MOT原子数的演化,由于电离和离子-原子碰撞,并推导出离子-原子碰撞速率系数的表达式。系统地研究了MOT原子的损失,通过在实验中顺序地打开各种机制。结合模型的测量,可以直接确定离子-原子碰撞速率系数。最后,这里开发的实验技术的范围进行了讨论。
2013-04-09 physics.atom-ph quant-ph
Structure of the Alkali-metal-atom-Strontium molecular ions: towards photoassociation and formation of cold molecular ions
用量子化学方法测定了由一个碱金属原子和一个锶离子组成的分子离子的势能曲线、永久和跃迁偶极矩以及静态偶极极化率。分子离子被视为有效的双电子系统,并处理使用有效的核心电位,包括核心极化,大高斯基组,和全组态相互作用。在即将到来的旨在合并冷原子和冷离子阱的实验的角度,辐射电荷交换,冷锂或铷原子和锶离子的光缔合的可能途径进行了讨论,以及稳定的分子离子的形成。
2011-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Optical control of atom-ion collisions using a Rydberg state
提出了一种控制电子基态超冷中性原子与囚禁离子碰撞的方法。在碰撞过程中,中性原子被激光共振激发到低场寻求的里德伯态,该里德伯态被离子排斥。当原子被离子反射时,它被退激回到它的电子基态。分析了屏蔽效率与激光频率、激光功率、原子-离子初始碰撞能量和碰撞角度的关系。讨论了Na和Rb的几个里德伯能级对屏蔽的适用性。屏蔽的有用应用包括抑制原子和离子之间不需要的化学反应,这是受控原子-离子相互作用的先决条件。
2019-10-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Universal properties in ultracold ion-atom interactions
我们提出了离子-原子相互作用中的一些普遍性质,这些性质来自于$-1/r^4$型长程相互作用的量子亏损理论。对于束缚态,我们给出了离子-原子系统的普遍束缚谱,即Rydberg公式的等价形式。对于散射,我们引入了普适共振谱的概念,以系统地理解离子-原子散射中存在的许多共振。该理论进一步提供了一种精确测定原子极化率的光谱方法。它还表明存在类似原子的分子,其中多个原子围绕重离子轨道运行。
2010-06-03 physics.atom-ph physics.chem-ph
Trap-induced atom-ion complexes: a time-independent approach
本研究针对被囚禁离子在中性浴中形成长寿命原子-离子复合物的问题,采用不含时框架研究离子-原子散射,揭示了复合物形成概率与系统混沌程度的直接关联,建立了混沌散射与离子-原子复合物间的明确关系。
2025-05-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Micromotion-induced Limit to Atom-Ion Sympathetic Cooling in Paul Traps
我们提出并推导出解析表达式的一个基本限制的共振冷却的离子在射频陷阱使用冷原子。这个极限来自于离子-原子长程碰撞过程中阱电场所做的功,甚至适用于完全补偿阱中零温度原子气体的冷却。我们的结论是,在目前的实验实现这种碰撞加热防止访问单分波原子离子相互作用或量子化离子运动的制度。我们确定的条件上的原子-离子的质量比和陷阱参数达到s-波碰撞制度和陷阱基态。
2012-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Cold ion-atom chemistry driven by spontaneous radiative relaxation: a case study for the formation of the YbCa^{+} molecular ion
用量子和半经典方法计算了Yb ~+与Ca冷碰撞中的辐射缔合和电荷转移速率。
2013-08-29 physics.atm-clus physics.atom-ph
Trapped ions in Rydberg-dressed atomic gases
我们从理论上研究了浸没在超冷气体里德伯装扮的原子中的囚禁离子。通过偶极禁戒跃迁的非共振耦合,绝热原子-离子势可以变为排斥势。我们研究了原子和单个囚禁离子之间的能量交换,发现这些排斥作用在超冷区会抑制朗之万碰撞。因此,所提出的系统避免了最近观察到的混合原子-离子系统中的离子加热所造成的耦合到离子的射频捕获场,并保持超冷温度,即使在存在过量的微动。
2017-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Cold atom-ion experiments in hybrid traps
在过去的5年里,物理学和化学的一个新领域已经发展起来,其中冷囚禁离子和超冷原子气体相互接触。将离子阱与中性原子阱相结合,为研究和实验提供了各种新的可能性。这些范围从冷原子-离子碰撞和原子-离子化学的研究到量子信息科学和凝聚态相关研究的应用。在本文中,我们对这一新领域作了简要介绍,并对其未来的发展前景进行了展望。
2013-09-23 physics.atom-ph quant-ph
Millikelvin Reactive Collisions between Sympathetically-Cooled Molecular Ions and Laser-Cooled Atoms in an Ion-Atom Hybrid Trap
报道了在离子-原子混合阱中,共振冷却的分子离子与激光冷却的原子之间的冷反应碰撞。在平均碰撞能量/k > 20 mK的条件下研究了化学反应<Ecoll>,这比以前用分子离子进行的实验低了大约两个数量级。以N2+ +Rb为典型体系,发现反应的反应速率与碰撞能无关,但强烈地依赖于Rb的内部状态。在激发态(5 p)2 P3/2下观察到比朗之万速率快4倍的高效电荷交换。这种观察是合理的捕获过程中占主导地位的电荷-四极相互作用和近共振之间的入口和出口通道的反应。我们的研究结果提供了一个测试的经典模型的分子离子反应在最低的能量达到迄今为止。
2012-08-30 physics.atom-ph physics.chem-ph
Low-Dimensional Few-Body Processes in Confined Geometry of Atomic and Hybrid Atom-Ion Traps
我们发展了一种有效的方法来处理原子和混合原子-离子阱中的低维少体过程。该方法基于V. Melezhik提出的二维离散变量表示(DVR)中的分裂算子方法,用于求解少维含时薛定谔方程。本文简要回顾了超冷原子共振过程的应用,并讨论了我们在原子-离子混合系统中的最新研究结果。并对该方法在低维少粒子系统物理其它热点问题中的应用前景进行了展望。
2018-12-04 physics.atom-ph quant-ph
Impact of ion motion on atom-ion confinement-induced resonances in hybrid traps
研究了束缚在混合阱中的原子-离子量子混合物中的束缚诱导共振。具体地说,我们考虑一个离子被限制在一个依赖于时间的射频保罗陷阱与线性几何,而原子被限制到一个准一维光波导内的离子阱。我们评估了离子固有微动对共振位置的影响。因此,我们半经典地求解原子-离子动力学,即原子动力学由三维含时薛定谔方程控制,而离子运动由经典的Hamilton方程描述。我们发现,由振荡射频场提供的离子的能量可以影响共振位置显着。尽管如此,那些关于完美透射和反射的共振的特殊现象学仍然是可观察的。这些结果表明,离子的固有微动是无害的共振的发生,它的位置可以控制的射频场。这为在低空间维度中调节原子-离子相互作用提供了额外的手段。这项研究代表了含时陷阱中复合原子量子系统散射物理的一个重要进展。
2019-10-25 physics.atom-ph quant-ph
Long-range atom-ion Rydberg molecule: A novel molecular binding mechanism
我们提出了一种新的结合机制,即中性里德伯原子和原子离子在大的核间距处形成分子结合态。结合机制是基于斯塔克位移和能级交叉,这是诱导里德伯原子由于电场的离子。在里德伯原子和离子之间的特定核间距处,会产生能阱,能阱中的原子-离子分子束缚态。除了结合机制,我们描述的重要性质的长程原子-离子里德伯分子,如它的寿命和衰变路径,它的振动和旋转结构,和它的大偶极矩。长程原子-离子里德堡分子的特殊性质为工程势能面上的波包动力学研究提供了有趣的前景。
2021-05-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Collisional cooling of light ions by co-trapped heavy atoms
我们实验证明冷却被困离子与共捕获,更高质量的中性原子的碰撞。结果表明,较轻的$^{39}$ K $^{+}$离子,通过电离$^{39}$ K原子在磁光阱(MOT),当被困在离子阱中,随后允许通过与超冷,较重的$^{85}$ Rb原子在MOT碰撞冷却时,表现出较长的陷阱寿命比没有本地化的$^{85}$ Rb MOT原子。一个类似的冷却被困的$^{85}$ Rb $^{+}$离子由超冷$^{133}$ Cs原子在MOT中也证明了在不同的实验配置,以验证这种机制的离子冷却的局部和中心的超冷中性原子。我们的研究结果表明,本地化的冷原子冷却的离子持有任何质量比,从而使更广泛的一类原子离子系统的研究,无论其质量。
2016-12-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph