On the role of the magnetic dipolar interaction in cold and ultracold collisions: Numerical and analytical results for NH($^3Σ^-$) + NH($^3Σ^-$)
本文详细分析了磁偶极-偶极相互作用在冷碰撞和超冷碰撞中的作用。我们专注于磁捕获NH分子之间的碰撞，但该理论是一般的任何两个顺磁物种的电子自旋和其空间固定的投影（近似）良好的量子数。结果表明，偶极自旋弛豫直接与磁偶极子诱导避免交叉之间发生不同的绝热势曲线。对于一个给定的碰撞能量和磁场强度，从不同的散射通道的横截面的贡献强烈依赖于是否相应的避免交叉是积极的访问。我们发现，交叉成为较低的能量作为磁场的减少，使较高的分波散射变得越来越重要\textit{below}一定的磁场强度。此外，我们推导了基于玻恩近似和扭曲波玻恩近似的偶极自旋弛豫截面的解析表达式。这些解析表达式的有效区域通过与从全耦合通道计算获得的NH + NH截面的比较来确定。我们发现玻恩近似在很宽的能量和磁场强度范围内是准确的，但在高能量和高磁场下就失效了。分析扭曲波玻恩近似给出了更准确的结果的情况下，s波散射，但显示出一些显着的差异较高的分波通道。因此，我们的结论是，玻恩近似给出了更有意义的结果比扭曲波玻恩近似在碰撞能量和领域考虑在这项工作中。
2011-03-22 physics.chem-ph
Characteristic features of the Shannon information entropy of dipolar Bose-Einstein condensates
Shannon信息熵的计算及其与有序-无序跃迁和粒子间相互作用的关系是量子信息领域的一个具有挑战性的研究领域。冷囚禁原子的实验进展证实了这种兴趣。本文计算了具有主导偶极相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在不同偶极强度、陷阱纵横比和粒子数（N）时的S。在各向异性陷阱中被捕获的偶极玻色子提供了一个系统的例子，其中有效相互作用强烈地由陷阱几何形状决定。本计算的主要结论是各向异性陷阱减少了自由度的数量，导致更有序的配置。Landsberg序参量随散射长度的增加而迅速饱和。我们还定义了使系统完全无序的阈值散射长度。与非偶极BEC在一个球形陷阱，我们没有找到一个普遍的线性关系S和ln N之间，因此，我们介绍了一个通用的五次多项式拟合相当不错的工作范围广泛的粒子数。
2017-06-28 cond-mat.quant-gas physics.chem-ph
Quantum state resolved molecular dipolar collisions over four decades of energy
该研究实现了NO与ND₃分子在宽能量范围的量子态分辨非弹性碰撞截面测量，观测到后向辉光与Langevin模型失效现象，揭示了近简并转动能级在低能偶极碰撞中的关键作用。
2023-02-14 physics.atom-ph physics.chem-ph
Sympathetic cooling of rovibrationally state-selected molecular ions
本文提出了一种在离子阱中产生旋转和振动选态、自旋冷分子离子的新方法。我们的技术是基于中性分子的状态选择阈值光电离，然后用激光冷却的钙离子对产生的离子进行交感冷却。使用N $_2^+$离子作为测试系统，我们实现了> 90%的选择性，在制备的基础振转能级和状态寿命的数量级为15分钟的限制与背景气体分子的碰撞。该技术可以用来产生一个广泛的非极性和极性的分子离子在地面和激发振转态。我们的方法为冷量子控制的离子-分子碰撞研究、用状态选择的分子离子和分子-离子量子比特进行频率计量学实验开辟了新的前景。
2010-06-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Cold collisions of an open-shell S-state atom with a ^2Pi molecule: N(^4S) colliding with OH in a magnetic field
我们用量子理论研究了在磁场作用下开壳层S态原子与^2 Pi态分子的碰撞。我们分析了碰撞哈密顿量，并讨论了这种系统中非弹性碰撞的可能机制。该理论被应用于氮原子（^4S）与OH分子的碰撞，假设相互作用只发生在两个高自旋（五重态）势能面上，两个碰撞伙伴最初都处于完全自旋拉伸（可磁捕获）状态。五重态的表面得到自旋不受限制的耦合簇计算与单，双，和非迭代三重激发。我们发现大量的非弹性，所产生的强耦合由于各向异性的相互作用势和各向异性的自旋-自旋偶极相互作用。涉及偶极相互作用的机制占主导地位的小磁场强度和超低的碰撞能量，而涉及潜在的各向异性占主导地位的机制时，磁场强度较大（100 G以上）或碰撞能量较高（1 mK以上）。数值结果表明，共振冷却磁囚禁OH的超冷N原子的碰撞将不会成功在较高的温度。
2011-07-07 physics.atom-ph physics.chem-ph
A cryofuge for cold-collision experiments with slow polar molecules
超冷分子代表了物理和化学领域的一个迷人的研究前沿，但事实证明，在低速下制备致密样品具有挑战性。在这里，我们提出了一个解决方案，这一目标的非传统的方法称为冷冻离心机。它利用离心力使低温冷却的分子在实验室框架中达到低于$1\,$ K $\times k_B$的动能，相应的通量在低于$20\,$ m/s的速度下超过$10^{10}$ /s。通过获得高于$10^9$ /cm $^3$的密度和大于$25\,$ ms的相互作用时间，在氟代甲烷以及氘代氨样品中，我们观察到分子之间的冷偶极碰撞，并确定它们的碰撞截面。
2017-10-16 physics.atom-ph physics.chem-ph
Rotational cooling of trapped polyatomic molecules
控制内部自由度是冷和超冷分子应用的关键挑战。在这里，我们证明了旋转态冷却的捕获甲基氟分子（CH 3F）的光泵人口的16 M-子级在旋转状态J= 3，4，5和6到一个单一的水平。通过结合转动态冷却和运动冷却，我们将处于J=4，K=3，M=4状态的分子的相对数量从百分之几增加到70%以上，从而产生了一个大约10^6个分子的冷态（~ 30 mK）和接近纯态的系综。我们的计划是可扩展的初始状态，其他最终状态和各种分子物种的更大的集合，从而为越来越大的分子的内部状态控制铺平了道路。
2015-11-23 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Tuning of dipolar interactions and evaporative cooling in a three-dimensional molecular quantum gas
超冷极性分子具有长程、各向异性和可调的偶极相互作用，为探测现有冷气平台无法实现的量子现象提供了机会。然而，实验进展一直受到两体损失超过弹性相互作用的主导地位，这阻碍了有效的蒸发冷却。尽管最近的工作已经证明了通过将分子限制在二维几何形状来控制相互作用，但是缺乏用于在三维（3D）稳定系统中调节分子相互作用的一般方法。在这里，我们展示了可调弹性偶极相互作用的超冷40 K87 Rb分子在3D的散装气体，促进由电场诱导的屏蔽共振，抑制反应性损失的一个因素的三十。弹性碰撞与非弹性碰撞的比率的这种改进使得能够直接热化。热化率取决于碰撞轴和偶极取向之间的角度，偶极取向由外部电场控制，是各向异性偶极相互作用的直接表现。我们在三维空间中实现了由偶极相互作用介导的蒸发冷却。这项工作展示了对具有可调长程相互作用的长寿命体量子气体系统的完全控制，为集体量子多体物理学的研究铺平了道路。
2021-09-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
A pulsed, low-temperature beam of supersonically cooled free radical OH molecules
一种改进的系统，用于创建一个脉冲，低温分子束的OH自由基已经开发。我们使用脉冲放电，以创建OH从H $_2$ O在超音速膨胀过程中，其中的高电压脉冲持续时间是显着短于气体脉冲的宽度播种。脉冲放电允许控制分子包的平均速度以及保持低温超音速膨胀。将热灯丝放置在源室中以在较短的持续时间和较低的电压下启动放电，从而导致OH分子的旋转和旋转较冷的包。
2004-06-29 physics.atom-ph physics.chem-ph
Quantifying the liquid-liquid transition in cold water/glycerol mixtures by ih-RIDME
本研究利用新型EPR技术ih-RIDME量化冷冻水/甘油混合物相变后的摩尔组成，发现相组成几乎不受同位素平衡影响，并重新审视了玻璃化转变数据，展示了该技术在研究自旋标记大分子溶剂化壳层方面的潜力。
2025-09-10 cond-mat.soft physics.chem-ph q-bio.BM
Rotational properties of two interacting cold polar molecules: linear, symmetric, and asymmetric tops
研究两静态冷极性分子在外部直流电场及各向异性偶极-偶极相互作用下的势能与极化，将分子建模为量子刚性转子并考察线性、对称与非对称陀螺分子，发现短间距下分子性质强烈依赖电场方向，凸显考虑转动自由度的重要性。
2024-09-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Infrared-dressed entanglement of cold open-shell polar molecules for universal matchgate quantum computing
使用光晶格中的极性分子实现可扩展的量子信息处理器需要精确控制选定晶格位置中的分子之间的长程偶极-偶极相互作用。我们在这里提出了一个方案，使用捕获的开壳层$^2Σ$极性分子，允许最近和次最近的邻居之间的偶极交换过程被控制，以构建一个广义的横向伊辛自旋哈密顿量与可调$XX$，$YY$和$XY$耦合在驱动激光器的旋转框架。该方案需要一个中等强度的偏置磁场和近红外线来提供量子位能隙的局部调谐，以及中红外脉冲来通过受激拉曼绝热通道进行旋转态转移。在没有红外驱动的情况下，量子位之间不存在相互作用。我们分析了由此产生的两个量子比特匹配门的保真度，并证明其作为驱动参数的函数的鲁棒性。我们讨论了该系统在光晶格中进行通用匹配门量子计算的实际应用。
2014-02-03 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Evolution of dipole-dipole dynamics in cold ammonia collisions
Radboud University, Institute for Molecules and Materials（拉德堡德大学，分子与材料研究所）
研究冷氨碰撞中偶极-偶极动力学演化，用新型束流合并器测量氨同位素分子态-态截面，发现低能下有效偶极矩可关闭，散射计算相符，还证明低能下偶极-偶极相互作用受抑制，为控制冷分子碰撞提供机会。
2026-07-28 physics.atom-ph physics.chem-ph
