Rotational and vibrational diatomic molecule in the Klein-Gordon equation with hyperbolic scalar and vector potentials
利用参数推广的Nikiforov-Uvarov方法，给出了在标量和矢量广义变形双曲势函数相等的情况下Klein-Gordon方程的近似解析解.我们得到了自旋为零的粒子的近似束缚态转振能级和相应的归一化波函数的封闭形式的Jacobi多项式。特殊情况下进行了研究，包括非相对论性的解决方案，通过适当的选择参数，也s波的解决方案。
2009-05-18 quant-ph
Interaction between vortex beams and diatomic molecules with rotation
近年来，涡旋光束与分子的相互作用引起了人们的广泛关注，但理论方法的缺乏限制了对涡旋光束与分子相互作用的进一步研究，特别是当涡旋光束中包含分子转动自由度并与分子电子态耦合时。为了将分子转动纳入理论研究，本文在Hund耦合基下描述了双原子分子态，并将相互作用哈密顿量表示为球谐函数展开的形式，进而研究了VB驱动下分子态的转动跃迁.理论清楚地表明，VB的每个光子可以携带0，$\hbar$，或2 $\hbar$的总角动量，因此可以驱动O，P，Q，R和S分支的双原子分子转动跃迁，并具有特定的选择规则.这些结果表明，VB可以为制备和测量双原子分子态提供新的方法。
2021-05-03 physics.optics quant-ph
Algebraic Determination of Spectral Characteristics of Rovibrational States of Diatomic Molecules. II. Analysis of the Vibration-Rotation Interaction by Means of the Factorization Method
本文利用梯形算符的形式和描述振转相互作用的小参数展开，建立了一个考虑分子转动对双原子分子振转态波函数影响的代数模型，并构造了相应的产生和湮灭算符。得到了参数为二阶的振转态波函数在一组无旋振动态波函数中的展开式。利用这些表达式和我们在前一篇文章中得到的公式，对于任意的核间距函数和任意的组合态的振动和转动量子数，得到了矩阵元集合中矩阵元对无转动基态振动波函数依赖关系的展开式的代数表达式。分析了谐振子和Morse势的情况。对于任意振动量子数的组合态，导出了前五个Herman-Wallis系数的振动依赖性的显式代数公式。考虑到非绝热效应对矩阵元素的振动和旋转依赖性的影响的可能性被认为是。
2011-12-29 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Theory of diatomic molecules in an external electromagnetic field from first quantum mechanical principles
我们研究了一个双原子分子与任意外电磁场相互作用的平移/转动/振动/电子动力学的一般问题。本文中开发的理论与各种具体应用有关。例如，通过激光对分子进行对准或定向、在光阱中捕获超冷分子、分子光学和干涉测量、在强激光存在下分子的旋转振动光谱、或从分子产生高阶谐波。从第一量子力学原理出发，在电偶极近似下，导出了一个适用于描述分子的质心、转动、振动和电子运动的分子哈密顿量.因此，在电磁场的存在下，电子和核的自由度之间的玻恩-奥本海默分离的概念被引入。DC/AC领域的限制的特殊情况下，然后分别讨论。最后，我们考虑一个微扰制度的弱直流/交流领域，并获得简单的解析公式相关的玻恩-奥本海默平移/旋转/振动分子哈密顿量。
2006-01-29 quant-ph
Observation of a rotational transition in trapped and sympathetically cooled molecular ions
我们证明了分子离子的旋转激发，被激光冷却的原子离子的温度低至约。10 mK。分子氢离子HD+和基本的旋转跃迁$(v=0,\, N=0)\rightarrow(v'=0,\, N'=1)$在1.3太赫兹，最基本的偶极允许的任何分子的旋转跃迁，被用作测试情况。这是第一次直接观察到这种转变。采用旋转激光冷却以增强信号，共振增强多光子解离作为检测方法。黑体辐射诱导的转动激发也被观察到。的方法扩展到其他分子物种进行了简要讨论。
2012-02-25 physics.atom-ph quant-ph
Rotating Morse wave packet dynamics of diatomic molecule
本文研究了双原子分子旋转Morse波包的动力学性质。在SU（2）相干态的实位置空间和相空间Wigner分布中，讨论了在不同的动态演化时刻，振动自由度和转动自由度之间的耦合。我们选择了研究得很好的$I_{2}$分子，其参数值与实验结果吻合得很好。本文还给出了不同角动量的转动角的定量测量。
2009-07-17 quant-ph
Chaotic evolution of the energy of the electron orbital and the hopping integral in diatomic molecule cations subjected to harmonic excitation
我们分析了双原子分子（${\rm X_{2}^{+}}$和${\rm XY^{+}}$）中带正电荷离子的动力学，其中键是由单电子实现的，我们假定间隔为$R$的原子核受到振幅为$A$和频率为$Ω$的谐波型外激发。我们发现离子的基态使用变分方法内的形式主义的第二量子化（Wannier函数是通过高斯轨道再现）。由于总能量对$R$的高度非线性依赖性，核的混沌动力学导致电子哈密顿参数（即电子轨道能量$\varepsilon$和跳跃积分$t$）的混沌演化.阳离子质量或电荷排列的变化不影响定性的值在$A$ - $Ω$参数空间的李雅普诺夫指数。
2020-03-18 physics.chem-ph quant-ph
New Generalized Morse-Like Potential for Studying the Atomic Interaction in Diatomic Molecules
本文利用Nikiforov-Uvarov方法得到了任意维新广义Morse-Like势径向Schrodinger方程的近似解析解。解析地得到了能量本征值和相应的本征函数。利用某些光谱参数计算了某些双原子分子的振转能量本征值。通过改变一些势参数，得到了一些势如Attractive Radial势和Deng-Fan势的能量方程。我们的研究结果与已有的文献非常一致。
2020-12-04 quant-ph
Approximate analytic solutions of the diatomic molecules in the Schrodinger equation with hyperbolical potentials
本文用Nikiforov-Uvarov方法近似求解了具有经验势函数的双原子分子转振（转振）运动的薛定谔方程。计算了近似的振转能谱和相应的归一化全波函数的封闭形式，并用超几何函数或Jacobi多项式P_{n} ^{（μ，ν）}（x）表示，其中μ>-1，ν>-1，x包含在[-1，+1]中.得到了s波的解析解。对选定的H_{2}和Ar_{2}分子的数值能量本征值也进行了计算，并与以前的模型和实验进行了比较。
2009-09-07 quant-ph
Rotational spectroscopy of cold, trapped molecular ions in the Lamb-Dicke regime
被囚禁离子的交感冷却已经被确立为一种用于操纵非激光冷却离子的强大技术（Raizen 1992，Waki 1992，Bowe 1999，Barrett 2003）。对于分子离子，它承诺大大提高光谱分辨率和准确性。然而，到目前为止，这一潜力仍未得到开发，由于即使在最低可实现的平移温度下，离子簇中也存在残余多普勒展宽，因此实现的最佳分辨率在分数上并不优于$5\times10^{-8}$（Bressel 2012）。在这里，我们介绍了一个通用的和可访问的方法，使多普勒自由旋转光谱。它利用了分子离子在线性四极阱中被捕获和结晶时的强径向空间限制，为旋转跃迁提供了Lamb-Dicke机制。我们实现了$1\times10^{-9}$分数和$1.3~\textrm{kHz}$绝对，$50$和近$3\times10^{3}$，分别比其他方法的改进的线宽。系统不确定度为$2.5\times10^{-10}$。作为一个应用程序，我们展示了最精确的测试$\textit{ab initio}$分子理论和最精确的（$1.3~\textrm{PPB}$）光谱测定的质子质量。这些结果代表了激光冷却原子离子团簇的无多普勒微波光谱学（Berkeland 1998）向更高光谱频率和分子的长期延伸。这种方法可以对分子进行大范围的高精度测量，包括旋转和振动跃迁。
2018-02-09 physics.atom-ph quant-ph
Rotational Cooling of Polar Molecules by Stark-tuned Cavity Resonance
本文提出了一个双原子杂原子分子转动冷却的一般方案。它使用超导微波腔通过Purcell效应增强自发衰变。旋转冷却可以通过使用电场从最高跃迁能级开始到最低跃迁能级顺序地将每个旋转跃迁调谐到腔共振来诱导。静电多极子可用于提供具有基本上均匀的背景电场的大约束体积。
2003-06-04 quant-ph
Addressing and manipulation of individual hyperfine states in cold trapped molecular ions and application to HD^{+} frequency metrology
先进的技术操纵的内部状态，在原子物理学的标准，首次展示了带电分子物种。我们解决个人的超精细态的双原子离子的振转能级的光激发个人的超精细跃迁，并实现受控转移到选定的超精细态的人口。我们使用分子氢离子（HD^{+}）作为模型系统，并采用一种新的频率梳为基础的，连续波5 \mum激光光谱仪。所实现的光谱分辨率是迄今为止在光学域中对分子离子物种获得的最高分辨率。因此，我们也能够对分子的从头算理论进行最精确的测试。
2012-03-28 physics.atom-ph quant-ph
Sympathetic rotational cooling of large trapped molecular ions
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
通过协同旋转冷却技术，实现对分子离子旋转态的高效冷却，为量子信息处理和高精度光谱学提供新的可能性。
2026-02-03 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Cooling of a Zero-Nuclear-Spin Molecular Ion to a Selected Rotational State
我们演示了旋转冷却的一氧化硅阳离子通过光泵浦光谱过滤宽带激光。与双原子晶体相比，SiO+的旋转间隔更小，冷却更困难.然而，SiO+的转动能级间距和大的偶极矩允许微波直接操纵，并且其主导同位素体中不存在超精细结构，大大降低了对纯量子态制备的要求。这些特性使$^{28}$ Si $^{16}$ O成为未来应用如量子信息处理的良好候选材料。在100 ms的时间尺度上实现了冷却到地面转动状态，并达到94（3）\%的粒子数，具有等效温度$T=0.53(6)$ K。我们还描述了一种新的光谱过滤的方法来冷却到任意的旋转状态，并用它来证明一个狭窄的旋转人口分布（$N\pm1$）周围的选定状态。
2020-07-29 physics.atom-ph quant-ph
Coherent Control of the Rotational Degree of Freedom of a Two-Ion Coulomb Crystal
我们演示了双离子晶体角动量态的制备和相干控制。离子的平均角动量为$7780\hbar$，在圆对称势中以100 kHz自由旋转，使我们能够解决旋转边带。通过相干激发这些运动边带，我们创造了由多达四个角动量量子分离的叠加态。拉姆齐实验表明，预期的相位的叠加，这是依赖于量子分离的状态的数量。这些结果表明，在捕获离子的量子转子描述的集体运动状态的相干控制。此外，我们的工作提供了一个扩展的实用程序的捕获离子的量子模拟，干涉测量和传感。
2019-03-13 physics.atom-ph quant-ph
Selecting molecules in the vibrational and rotational ground state by deflection
从驻波激光器散射的双原子分子束根据分子的振转量子态分裂。我们的数值计算表明，单态分辨率可以通过适当的调谐，单色光。所提出的方案允许选择非振动和非旋转的分子从热束，实施激光麦克斯韦恶魔准备一个旋转振动冷分子系综。
2000-12-15 quant-ph
A Method for Preparation and Readout of Polyatomic Molecules in Single Quantum States
多原子分子离子包含有用量子系统的许多期望属性，包括丰富的内部自由度和与环境的高度可控耦合。到目前为止，绝大多数关于分子离子的特定状态的实验工作都集中在双原子物种上。在单量子态中制备和读出多原子分子的能力将使量子化学无法获得的各种实验途径成为可能，包括在精确测量、单分子水平的灵敏化学和手性分析以及Hz水平分子隧穿动力学的精确研究中的新应用。虽然用激光冷却的原子离子通过共振冷却来冷却多原子离子的运动状态是简单的，但是将这种运动状态耦合到分子的内部状态已经证明是具有挑战性的。在这里，我们提出了一种新的方法读出和投影测量的内部状态的捕获多原子离子。该方法利用了分子中丰富的技术上可访问的旋转状态的多样性，以实现强大的状态准备和读出，其严格程度远远低于最近在双原子分子上证明的量子逻辑方法。该方法可以应用于任何合理的小（小于约10个原子）的多原子离子与各向异性极化。
2017-12-20 quant-ph
Molecular Dynamics Simulation of Sympathetic Crystallization of Molecular Ions
它示出了各种各样的分子的平移自由度，从轻的双原子到重的有机分子，可以被同情地冷却，并在线性Paul陷阱中休息（结晶）。该方法依赖于赋予分子适当的正电荷，存储在线性射频陷阱，和交感神经冷却。两种公知的原子冷却剂物质，${}^9{\hbox{Be}}^+$和${}^{137}{\hbox{Ba}}^+$，足以冷却分子量范围从2到20，000amu。同时捕获重分子和冷却剂离子所需的大分子电荷可以很容易地使用电喷雾电离产生。结晶的分子离子为新的研究提供了巨大的机会。
2003-09-15 quant-ph
Blackbody-radiation-assisted molecular laser cooling
在离子阱中，分子离子的平移运动可以通过与激光冷却的原子离子的库仑相互作用而被有效地冷却到低于100 mK的温度。然而，内部振转态的分布在几十秒内与通常高得多的环境温度达到热平衡。我们考虑这样的内部热的旋转冷却的概念，但冷却异源双原子分子离子。该方案依赖于从几个特定旋转能级到"暗态“的光泵浦与黑体辐射介导的旋转粒子数再分布的组合。
2002-06-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
The hyperfine structure of highly charged $^{238}_{92}$U ions with rotationally excited nuclei
研究了$^{238}_{92}$离子的电子能级的超精细结构（hfs），其原子核处于低转动态，能量为$2^+$ keV.在类氢铀中，电子的$1s_{1/2}$ -基态的hfs分裂为1.8 eV。计算了类氦$^{238}_{92}$ U的$1s2p ^3P_0$态的超精细淬灭寿命，发现其比原子核处于基态的离子小两个数量级。讨论了通过测量Hfq寿命精确确定旋转$2^+$态的核$g_r$因子的可能性。
1999-06-29 quant-ph
Distribution of xp in some molecular rotational states
通过对双原子分子和球笼分子等分子转动态的球谐函数的posmom xp分布的分析，我们得到了最近由Y. A.伯纳德和P.M. W. Gill，Posmom：The Unobserved Observable，J. Phys. Chem. Lett. 1（2010）1254）的球谐函数，并证明了它与一维简谐振子定态的动量分布具有惊人的相似性。
2013-08-26 physics.chem-ph quant-ph
Zeeman-Splitting-Assisted Quantum Logic Spectroscopy of Trapped Ions
提出了一种基于磁$g$ -因子的量子逻辑方案来探测处于不同角动量态的原子和分子离子。状态相关的磁$g$因子意味着在给定的磁场中，电子态、转动态或超精细态可以通过它们的塞曼分裂来区分。驱动所选塞曼分裂的运动边带使得能够用辅助逻辑离子读出角动量的相应状态。作为一个证明的原理演示，我们表明，我们可以检测到一个${^{174}}$ Yb $^+$离子的基态电子状态使用${^{171}}$ Yb $^+$作为逻辑离子。此外，我们可以区分处于其基态电子态的${^{174}}$ Yb $^+$离子与处于亚稳态${^{2}}D_{3/2}$的$^+$离子。我们讨论了该方案对分子离子转动态检测的适用性。
2014-12-17 physics.atom-ph quant-ph
Spectroscopic investigation of spin zero homonuclear and heteronuclear molecules
在本文中，我们介绍了一个模型来研究的相对论转子的能量谱考虑克莱因-戈登哈密顿量。旋转谱线是同素异构体系的特征，在理解双原子分子中起着关键作用。我们表明，由于不平等的质量所产生的能量校正项的影响线分离。确定转动常数使人们能够计算分子的转动惯量和键长。
2007-04-20 quant-ph
Quantum-logic spectroscopy of forbidden vibrational transitions in single nitrogen molecular ions
Department of Chemistry, University of Basel（巴塞尔大学化学系）
该研究利用量子逻辑光谱学技术，实现了单个氮分子离子中被禁止的旋转-振动跃迁的相干操控，为高精度分子光谱和量子计算提供了新方法。
2026-03-11 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Rotational Quantum Friction via Spontaneous Decay
Universität Kassel（卡塞尔大学）；CEA, CNRS, Université Paris-Saclay（法国原子能与替代能源委员会、法国国家科学研究中心、巴黎萨克雷大学）
本研究通过量子化双原子极性分子的旋转运动，探讨了在不同 regime 下旋转量子摩擦的特性，发现摩擦力矩与 Ω^3 成正比，并在非马尔可夫 regime 中呈现 Ω 的比例关系。
2026-02-16 physics.optics quant-ph
General classification of qubit encodings in ultracold diatomic molecules
本文提出一种基于量子比特间有效相互作用类型的分子量子比特编码一般分类方案，将其分为四类，并以有效自旋1/2系统编入非相邻转动态为例验证，该分类为量子信息处理、多体纠缠态生成及量子退火等应用提供了编码最优选择指导。
2024-02-20 physics.chem-ph quant-ph
Cavity QED in a molecular ion trap
提出了一种利用片上超导微波谐振器研究囚禁分子离子的量子信息和高分辨光谱学的方法。分子离子与中性分子相比有几个优点。离子可以被加载到深（1 eV）RF陷阱，并被捕获独立的电偶极矩的旋转过渡。它们的电荷保护它们免受运动失相，并防止碰撞损失，允许1秒的相干时间时，用作量子存储器，与检测的单分子可能在<10毫秒。分析的检测效率和相干性的分子。
2010-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
On the screened Kratzer potential and its variants
本文指出近期用于分析双原子分子光谱及热力学性质的几个势中参数 $D_e$ 和 $r_e$ 并非解离能与平衡键长的缺陷，并提出了一种简单通用的修正方法。
2024-05-29 quant-ph
