Molecular ion trap-depletion spectroscopy of BaCl$^+$
我们展示了一种简单的分子离子光谱技术。BaCl $^+$分子离子在室温He缓冲气体存在下被捕获在线性Paul阱中，并通过驱动从基态X $^1Σ^+$态到A $^1Π$态的排斥壁的电子跃迁而光解离。通过监测BaCl $^+$离子的诱导陷阱损失作为激发波长的函数来记录光解离光谱。精确的分子势和光谱常数的测定。与测量的理论光解截面的比较显示出良好的协议。这项研究代表的第一个光谱数据BaCl $^+$和超冷基态分子离子的生产的重要一步。
2011-01-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Black-body radiation induced photodissociation and population redistribution of weakly bound states in H$_2^+$
处于第一解离阈值附近的弱束缚态氢离子是测量质子电子质量比和超精细诱导的邻-对位混合的量子传感器。以前的光谱研究依赖于快速离子束的实验精度可以通过使用国家的最先进的离子阱设置来提高。在H $_2^+$中，由于电偶极矩的消失和快速自发发射的阻止，辐射寿命可以达到几周的量级，我们考虑了黑体辐射的影响，得到了用于囚禁离子实验的有效寿命.利用绝热核波函数和非绝热能量，包括相对论和辐射修正，计算了束缚-束缚和束缚-连续过程的速率系数。通过求解速率方程模型得到了弱束缚态的有效寿命，在室温和液氮温度下的有效寿命分别为4 ~ 523 ms和$>$ 215 ms.黑体诱导的光解离被认为是寿命限制效应，它保证了状态选择性产生的分子离子系综的纯度。超精细诱导的$g/u$混合，这使得纯振转跃迁的作用，被认为是可以忽略不计的。
2022-09-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Molecular dynamics simulations of the ice temperature dependence of water ice photodesorption
采用分子动力学（MD）模拟和解析势研究了不同冰温下非晶水冰的紫外光解离。10 K下无定形和结晶水冰紫外光解离的分子动力学计算[S. Andersson等人，J. Chem.Phys.124，064715（2006）]揭示了-对于两种类型的冰-H原子、OH和H2O解吸是在冰的最上层中光激发之后的最重要的过程。水的脱附或者通过重新结合的水的直接脱附发生，或者当解离后，H原子将其部分动能转移到周围的水分子中的一个从而从冰中被踢出时发生。我们目前的MD模拟结果的紫外光解离的无定形冰在10，20，30，和90 K，以分析冰的温度对紫外光解离过程的影响。解吸和捕获概率计算的光激发的H2O在顶部的四个单层和主要结论是在协议与10 K的结果：解吸占主导地位的顶层，而捕获发生在更深的冰。氢原子的光脱附几率与冰温无关，但OH和H2O的光脱附几率随冰温略有增加（约30%）。我们比较了总的光脱附概率（OH+H2O）与实验总的光脱附产率，在这两种情况下的概率上升顺利与冰温度。实验产率平均比我们的理论结果大3.8倍，这可以通过研究的不同时间尺度和我们模型中的近似值来解释。
2010-05-20 physics.chem-ph
Action spectroscopy of SrCl$^+$ using an integrated ion trap time-of-flight mass spectrometer
使用模块化飞行时间质谱仪（TOF-MS）在36000 - 46000 cm $^{-1}$的光谱范围内测量SrCl $^+$的光解离截面。通过用脉冲染料激光照射捕获的SrCl $^+$分子离子样品，X $^1Σ^+$态分子离子被电子激发到A $^1Π$态的排斥壁，导致解离。使用TOF-MS，检测碎片，并在宽范围的光子能量下确定光解截面。详细的$\textit{ab initio}$计算的分子势和光谱常数也被执行，并发现与实验符合良好。SrCl $^+$的光谱常数也进行了比较，另一种碱土硫族元素，BaCl $^+$，以突出两种分子离子之间的结构差异。本文首次对SrCl $^+$进行了光谱学和$\textit{ab initio}$计算。
2014-04-17 physics.atom-ph physics.chem-ph
Long-term trapping of cold polar molecules
我们证明了长期（$<$ 1分钟）捕获斯塔克减速OH自由基在其$X~^{2}Π_{3/2}~(ν= 0,~J = 3/2,~M_{J} = 3/2,~f)$状态的永磁陷阱。为了有效地抑制黑体辐射诱导的泵浦的分子出可捕获的量子态和碰撞与残留的背景气体分子，这通常限制了陷阱的寿命的陷阱环境低温冷却到17 K的温度。冷分子被限制在接近分钟的时间尺度上，与室温实验相比，在25 mK的平移温度下，改进了两个数量级。目前的研究结果铺平了道路的光谱研究的捕获分子具有很长的相互作用时间，使高精度的冷碰撞和反应的调查非常小的反应速率，为生产超冷分子通过交感冷却和实现新形式的混合物质与共同捕获的原子或离子的新途径。
2019-08-02 physics.chem-ph
Cold CAS Ion Trap -- 22 pole trap with ring electrodes for astrochemistry
本文为低温射频22极离子阱增加环形电极，实现冷离子精细控制、选择性蒸发、速率测量改进及光谱快速定位。
2023-06-07 physics.chem-ph
Visible photodissociation spectroscopy of PAH cations and derivatives in the PIRENEA experiment
用多光子离解光谱法测量了在PIRENEA实验的傅里叶变换离子回旋共振池中捕获的气相阳离子多环芳烃（PAHs）在430-480 nm光谱范围内的电子光谱。我们在这里提出的光谱记录不同种类的大小增加，即芘阳离子（C16 H10+），1-甲基芘阳离子（CH 3-C16 H9+），晕阳离子（C24 H12+），和它的脱氢衍生物C24 H10+。实验结果的解释与时间相关的密度泛函理论计算的帮助下，并分析使用从矩阵隔离光谱数据获得的相同物种的光谱信息。一个动力学蒙特卡罗代码也被用来，在芘和晕阳离子的情况下，估计所测量的电子跃迁的吸收截面。首次报道了脱氢PAH阳离子等高活性物种的气相光谱。
2010-05-16 astro-ph.IM physics.chem-ph
Inelastic collisions of ultra-cold heteronuclear molecules in an optical trap
超冷的RbCs分子处于$^3Σ^+$基态电子的高振动能级，被限制在光阱中。这些分子与Rb和Cs原子的非弹性碰撞率被确定为单独的振动能级，跨越一个数量级的结合能。碰撞过程的一个简单的模型，以准确地再现所观察到的散射率。
2008-01-31 physics.atom-ph physics.chem-ph
Photoassociation of multiple cold molecules in a dipole trap
本文通过在磁光阱中对Rb2进行光缔合获得精确振转光谱，并首次在光学偶极阱中实现多种振转态冷分子的光缔合，为同时制备不同种类冷分子及碰撞动力学研究提供了通用方法。
2024-02-25 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
A Moving Magnetic Trap Decelerator: a New Source for Cold Atoms and Molecules
我们提出了一个实验实现的移动磁阱减速器，其中夹带在冷超声束中的顺磁性粒子在一个共同移动的磁阱减速。我们的方法允许一个有效的减慢顺磁原子和分子接近停止速度。我们表明，在现实条件下，我们将能够捕获和减速的初始超音速光束的一大部分。我们提出了我们的第一个结果，在一个移动的磁阱减速亚稳态氖原子附近休息。我们估计的相空间体积所占据的减速粒子在50米/秒的最终速度显示了两个数量级的改进相比，目前可用的减速技术。
2011-09-23 physics.atom-ph physics.chem-ph
Measurements of trap dynamics of cold OH molecules using resonance enhanced multiphoton ionization
用电磁场捕获冷的、化学上重要的分子是研究小分子及其相互作用的有用技术。捕获器提供精确检测这些低密度分子样品所需的长相互作用时间。然而，在这些系统中，捕获场导致不均匀的分子密度分布。因此，重要的是能够通过实验表征阱中的空间密度分布。使用共振增强多光子电离（REMPI）电离阱中不同位置的分子并检测所得离子可用于探测密度分布，即使在这些实验中存在低密度，因为检测效率极高。直到最近，化学上最重要的分子之一，OH，还没有一个方便的REMPI方案。在这里，我们使用一个新开发的1 + 1' REMPI方案来检测捕获的冷OH分子。我们利用这种能力来测量云的中心密度和密度分布的陷阱动态。这些类型的测量可用于优化分子进入陷阱的装载，以及帮助表征能量分布，这是解释分子碰撞实验的关键知识。
2017-05-17 physics.atom-ph physics.chem-ph
Cold N+NH Collisions in a Magnetic Trap
本文从实验和理论两方面研究了温度为$\sim 600$ ~mK的氮原子和NH分子混合物中的原子-分子碰撞。我们测量了一个小的N+NH陷阱损失率系数$k^{(\mathrm{N+NH})}_\mathrm{loss} = 8(4) \times 10^{-13}$ ~cm $^{3}$ s $^{-1}$。基于{ \it ab initio}相互作用势的精确量子散射计算与实验结果一致，表明磁偶极相互作用是主要的损耗机制.我们的理论进一步表明，N+NH弹性碰撞与非弹性碰撞的比例仍然很大（$>100$）到mK制度。
2010-09-13 physics.atom-ph physics.chem-ph
A novel time-of-flight mass spectrometer using radial extraction from a linear quadrupole trap for atomic, molecular, and chemical physics
我们演示了一个简单的飞行时间（ToF）质谱仪与中等质量分辨率（$m/Δm\sim50$）面向原子，分子和化学物理实验的需求的实施。通过利用一种新的径向离子提取方案，从线性四极阱，具有大的陷阱容量和高的光学访问的设备实现，而不牺牲质量分辨率。在这里，我们描述了该设备的构造和实现，以及目前代表性的ToF光谱。最后，我们证明了该设备的灵活性与验证的原理实验，包括观察分子离子的光解离和测量捕获离子的化学反应速率。
2012-02-04 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.ins-det
Superstatistical velocity distributions of cold trapped ions in molecular dynamics simulations
我们提出了一个现实的分子动力学治疗的激光冷却的离子在射频离子阱，避免了以前作出的简化，如建模激光冷却作为摩擦力和结合成一个单一的有效加热力的个别加热机制。基于这种实现，我们表明，不频繁的能量碰撞的单个离子与背景气体分子导致显着加热的整个离子系综和随时间变化的长期系综温度，这体现在一个超统计的时间平均速度分布的离子。这一发现的实验测定的离子温度和速率常数的冷化学反应的影响进行了讨论。
2015-10-14 physics.atom-ph physics.chem-ph
High resolution ion trap time-of-flight mass spectrometer for cold trapped ion experiments
用激光冷却的原子离子捕获被共振冷却的分子离子是探索冷离子化学的一个有用的平台。我们设计并表征了一种新的实验装置，用于探测在低于1 K的温度下分子阳离子和中性自由基之间的化学反应动力学。离子被捕获在一个线性四极射频陷阱和同情冷却的共同捕获，激光冷却，原子离子。离子阱耦合到飞行时间质谱仪，以容易地识别产物离子种类，以及准确地确定捕获的离子数。我们讨论，并详细介绍了这种离子阱飞行时间质谱仪的设计，以及驱动陷阱和质谱仪所需的电子设备。此外，我们测量该系统的性能，产生质量分辨率的$m/Δm \geq 1100$在很宽的质量范围内，并讨论其相关性，为未来的测量化学反应动力学和动力学。
2017-07-21 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.ins-det
Internal state thermometry of cold trapped molecular anions
在低温22极射频多极阱中进行了OH-和H3 O2-阴离子的光剥离光谱研究。分析了在阈值附近剥离截面随激光频率变化的测量结果。利用这种束缚-自由光谱方法，我们可以证明在多极阱中的缓冲气体被捕获的阴离子的旋转和振动冷却。低于50 K的OH-旋转温度显示偏离缓冲气体温度，并讨论了可能的原因。对于H3 O2-振动冷却的最低振动量子态到振动基态观察。它的光剥离截面阈值附近的建模与Franck-Condon模型，具有较低的脱离阈值，但仍然与预期的阈值，该系统。
2014-08-21 physics.atm-clus physics.chem-ph
Cold trapped molecular ions and hybrid platforms for ions and neutral particles
本文回顾了冷陷俘分子离子领域的最新进展，重点介绍了新型混合原子-离子平台中的冷化学实验以及基于量子逻辑方案的高精度分子量子态制备与探测技术，这些进展为精密测量、量子技术和化学动力学等领域奠定了重要基础。
2023-11-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
High-resolution spectroscopy on cold electrically trapped formaldehyde
我们提出了精确的光谱电捕获甲醛（H $_2$ CO），展示了关键属性，这将使分子光谱前所未有的精度。我们的方法利用了一个微结构的电陷阱与均匀的领域在陷阱中心和旋转过渡与最小的斯塔克扩大在“魔术”偏移电场。使用通过光电西西弗斯冷却到低毫开尔文温度制度的分子，我们减少斯塔克展宽的$J=5\leftarrow4$（$K=3$）过渡在364 GHz远低于1 kHz，观察多普勒限制线宽下降到3.8 kHz，并确定与子kHz的不确定性的线的位置。我们的研究结果和明确的前景，甚至更窄的光谱铺平了道路，对不同的分子物种的陷阱精密光谱。
2018-07-17 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-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
Life and death of a cold BaRb$^+$ molecule inside an ultracold cloud of Rb atoms
我们研究了单个BaRb $^+$分子与超冷Rb原子连续碰撞时的演化。最初弱结合的分子可以经历一系列弹性、非弹性、反应和辐射过程。我们调查这些过程中开发的方法，用于区分不同的离子种类，电子状态，和动能离子能量范围。通过比较测量模型计算，我们得到了一致的描述，通过可用的原子和分子状态的歧管的离子的典型轨迹。作为进一步的结果，我们确定碰撞和辐射弛豫以及光解离，自旋翻转碰撞和化学反应的速率。
2020-05-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
