我们使用窄带激光激发的Yb，大大提高了亮度的冷光束的YbOH，多原子分子具有高灵敏度的物理超出了标准模型（BSM）。通过在低温环境中激发Yb原子到亚稳态$^3$ P $_1$态，我们显著增加了Yb与反应物碰撞的化学反应截面。我们表征了增强对激光性质的依赖性，并研究了YbOH产物的终态分布。由此产生的明亮，冷的YbOH束可以用于增加利用YbOH的新物理搜索的统计灵敏度，例如电子电偶极矩（eEDM）和核磁四极矩（NMQM）实验。我们还进行了新的量子化学计算，证实了在我们的实验中观察到的增强的反应性。此外，我们的计算比较了Yb（$^3$ P）与反应物H $_2$ O和H $_2$ O $_2$的反应途径。更一般地说，我们的工作提出了一个广泛的方法，以改善实验，使用低温分子束的激光冷却和精密测量的BSM物理研究。
英文摘要：
We use narrow-band laser excitation of Yb to substantially enhance the brightness of a cold beam of YbOH, a polyatomic molecule with high sensitivity to physics beyond the Standard Model (BSM). By exciting atomic Yb to the metastable $^3$P$_1$ state in a cryogenic environment, we significantly increase the chemical reaction cross-section for collisions of Yb with reactants. We characterize the dependence of the enhancement on the properties of the laser light, and study the final state distribution of the YbOH products. The resulting bright, cold YbOH beam can be used to increase the statistical sensitivity in searches for new physics utilizing YbOH, such as electron electric dipole moment (eEDM) and nuclear magnetic quadrupole moment (NMQM) experiments. We also perform new quantum chemical calculations that confirm the enhanced reactivity observed in our experiment. Additionally, our calculations compare reaction pathways of Yb($^3$P) with the reactants H$_2$O and H$_2$O$_2$. More generally, our work presents a broad approach for improving experiments that use cryogenic molecular beams for laser cooling and precision measurement searches of BSM physics.
Kinetic modeling of molecular beam formation in a cryogenic buffer-gas cell
Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien（维也纳量子科学与技术中心，原子研究所，维也纳工业大学）；LSS, Faculty of Engineering, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学工程学院）；Institute of Space Systems, University of Stuttgart（斯图加特大学空间系统研究所）
A cryogenic buffer gas beam source with in-situ ablation target replacement
University of Chicago（芝加哥大学）；Harvard University（哈佛大学）；Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms（哈佛-麻省理工学院超冷原子中心）；Northwestern University（西北大学）；Okayama University（冈山大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）
A cryogenic apparatus with a rotatable substrate for matrix isolation spectroscopy of BaF in neon crystals down to 3.2 K
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare（意大利国家核物理研究所）；University of Ferrara（费拉拉大学）；University of Padua（帕多瓦大学）；National Quantum Science and Technology Institute（国家量子科学与技术研究所）
Design and Performance of a Heated Gas Injector for Producing Cold Molecular Beams
Harvard/MIT Center for Ultracold Atoms（哈佛/麻省理工超冷原子中心）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；Division of Engineering Science, University of Toronto（多伦多大学工程科学部）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）
Low-temperature spectroscopy of the $^{12}$C$_2$H$_2$ ($\upsilon_1 +\upsilon_3$) band in a helium buffer gas
用$^4$ He气体冷却的缓冲气体用于在低温下执行$^{12}$ C $_2$ H $_2$（$ν_1+ν_3$）带的激光吸收光谱。首先进行多普勒测温，以从记录的光谱中提取平移温度。然后，旋转温度下降到20 K检索拟合玻尔兹曼分布的相对强度的几个振转线。基本的氦-乙炔碰撞物理学，相关的建模行星大气，也得到了解决。特别是，$^{12}$ C $_2$ H $_2$在缓冲池中的扩散时间是在两个单独的平移温度下相对于$^4$ He通量测量的;然后将观察到的行为与通过Monte Carlo模拟预测的行为进行比较，从而提供对相应的总弹性截面的估计：$σ_{el}(100\ {\rm K})=(4\pm1)\cdot 10^{-20}$ m $^{2}$和$σ_{el}(25\ {\rm K})=(7\pm2)\cdot 10^{-20}$ m $^{2}$。
Specular reflection of polar molecules from a simple multi-cylinder electrostatic mirror: a method for separating BaF molecules produced in a buffer-gas-cooled laser-ablation source from other ablation products
A cryogenic Paul trap for probing the nuclear isomeric excited state $^{229\text{m}}$Th$^{3+}$
LMU München（慕尼黑大学）；Qatar Center for Quantum Computing, College of Science and Engineering, Hamad Bin Khalifa University（哈马德·本·哈利法大学科学与工程学院量子计算中心）；MPIK Heidelberg（海德堡马克斯·普朗克核物理研究所）；Justus-Liebig-Universität Gießen（吉森尤斯图斯-李比希大学）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（达姆施塔特重离子研究中心）；Tsinghua University（清华大学）；Johannes Gutenberg-Universität（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；Helmholtz Institute Mainz（美因茨亥姆霍兹研究所）
Production and spectroscopy of cold radioactive molecules
California Institute of Technology（加州理工学院）；Yale University（耶鲁大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Michigan State University（密歇根州立大学）
Cryogenic source of atomic tritium for neutrino-mass measurements and precision spectroscopy
University of Turku（图尔库大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；ENS-PSL Université（巴黎文理研究大学）；Collège de France（法兰西公学院）；Institut Max von Laue - Paul Langevin（马克斯·冯·劳厄-保罗·朗之万研究所）；Marietta Blau Institute for Particle Physics, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院玛丽亚·布劳粒子物理研究所）；Institute for Particle Physics and Astrophysics, ETH（苏黎世联邦理工学院粒子物理与天体物理研究所）；Institute for Astroparticle Physics (IAP), Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院亚原子物理研究所）
Slow ground state molecules from matrix isolation sublimation
我们描述了$^7$ Li $_2$二聚体的低温束的产生和性质，所述低温束来自氖基质的升华，其中锂原子已经通过金属锂或氢化锂（LiH）的固体前体的激光烧蚀被注入。不同的升华制度导致不同的温度，密度和前进速度的脉冲分子束。利用激光吸收光谱法，使用分子$^7$ Li $_2$（R）跃迁A $^1Σ_u^+(v'=4,J'=J''+1)\leftarrow $ X $^1Σ_g^+ (v''=0,J''=0,1,3)$测量这些参数。在一个典型的制度，升华矩阵在16 K，平移温度为6- 8 K的漂移速度为130 m $\,$ s $^{-1}$在自由膨胀的脉冲束与分子密度为10 $^9$ cm $^{-3}$，沿激光轴平均，进行了观察。转动温度在5- 7 K左右。在最近的实验中，我们能够监测原子Li信号-在D2线-伴随着分子信号，以比较它们作为消融脉冲数的函数。基于这些数据和一个简单的模型，我们讨论了这些分子的一部分在基质中形成的可能性，通过不同消融脉冲的配对原子，这将开辟在低温下形成其他更有趣和困难的分子的途径。这种低温分子源具有可能的应用，包括基础物理测试、量子信息研究、冷碰撞、化学和捕获。
Electrostatic focusing of cold and heavy molecules for the ACME electron EDM search
目前电子电偶极矩（EDM）的最佳上限$|d_e|<1.1\times10^{-29}\,$ e $\cdot$ cm（$90$ %置信度）由ACME协作组在2018年设定。ACME实验使用ThO分子冷束中的自旋进动测量来检测$d_e$。通过更有效地使用来自低温缓冲气体束源的分子，统计不确定性的改善将是可能的。在这里，我们演示了静电聚焦的ThO束与六极透镜。这导致在与为下一代ACME构建的光束线类似的光束线中，下游可检测的分子通量的$16$增强因子。我们还展示了一个升级的旋转冷却计划，增加了基态人口的$3.5$倍相比，没有冷却，符合预期和一个因素的$1.4$大于以前在ACME。当与其他表现出的改进相结合，我们的项目在统计灵敏度的下一代ACME电子EDM搜索的一个数量级的改善。
