Hydrogen atom and one-electron molecular systems in a strong magnetic field: are all of them alike?
给出了${\rm H}$原子和分子离子$${\rm H}_2^{(+)} ({\rm ppe}), {\rm H}_3^{(2+)} ({\rm pppe}), ({\rm HeH})^{++} (\al {\rm p e}), {\rm He}_2^{(3+)} (\al \al {\rm e})$$的总能量和结合能,以及${\rm H}$原子的四极矩和分子离子在强磁场$> 10^{9}$ G中的平衡距离的物理近似.近似的思想是基于这样的假设,即强磁场中单电子库仑系统的动力学由电子云的横向尺寸与纵向尺寸之比决定。
2005-06-02 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
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
A 4-Component Dirac Theory of Ionization of Hydrogen Molecular Ion in a Super-Intense Laser Field
本文发展了超强激光场中氢分子离子电离的四分量Dirac理论。导出了离子基态发射的自旋比电离电流和总电离电流的简单解析表达式。结果给出了所有的极化和有限的传播矢量的字段。它们也适用于类似的较重分子离子的内壳层电离。分子双缝干涉效应的存在下,首先发现在非相对论的情况下,和自旋翻转电离电流,和一个不对称的向上和向下的自旋电流类似于在原子的情况下预测的,被发现也持有本相对论分子离子的情况下。最后指出了通过选择圆偏振入射光场的旋向性来控制主导自旋流的可能性。
2009-07-11 physics.atom-ph
Formation of a molecular ion by photoassociative Raman processes
从理论上证明了在低能量下,通过光缔合双光子喇曼过程,原子与离子碰撞形成冷分子离子的可能性。我们探讨了从离子-原子散射态到离子分子态的受激拉曼绝热通过(STIRAP)的可能性。我们提供的物理条件下,相干布居转移是可能的受激拉曼光缔合。这些结果对在离子-原子冷碰撞中实现光声放大具有重要意义。
2016-09-12 physics.atom-ph
Optimised surface-electrode ion-trap junctions for experiments with cold molecular ions
我们讨论了两种类型的表面电极射频离子阱阵列,使集成的实验与同情冷却的分子离子的单片芯片设备之间的结的设计和优化。一个多目标的优化程序适用于一个任意的平面结的详细描述,并讨论了四个四极子之间的交叉结以及一个四极子到八极子结的结果。基于这些优化的功能元件,我们提出了一个多功能的离子阱芯片的实验与冷分子离子的温度在毫开尔文范围内。这项研究打开了大门,扩展复杂的芯片为基础的捕获技术,库仑结晶分子离子在质谱,光谱,控制化学和量子技术的潜在应用。
2017-01-23 physics.atom-ph
Microwave quantum logic spectroscopy and control of molecular ions
旋转微波光谱和控制极性分子离子通过直接微波寻址的一般方法被认为是。我们的方法利用空间变化的AC斯塔克位移,诱导远离共振,聚焦激光束,以实现分子离子的旋转状态和原子离子的电子状态之间的有效耦合。在这种设置中,原子离子用于读出分子离子状态,其方式类似于基于拉曼跃迁的量子逻辑光谱学。除了高精度光谱学之外,该设置允许旋转基态冷却,并且可以被认为是极性分子离子的量子信息处理的候选者。我们建议的所有内容都可以用现有技术实现。
2013-07-17 physics.atom-ph
Radiofrequency multipole traps: Tools for spectroscopy and dynamics of cold molecular ions
多极射频离子阱是一种在可控环境中研究分子离子及其相互作用的通用工具。特别是低温22极离子阱配置用于研究离子分子反应和复杂的分子光谱在几个开尔文和室温之间的温度。本文介绍了一个教程射频离子捕获多极电极配置。稳定的捕获条件和缓冲气体冷却,以及重要的加热机制,进行了讨论。此外,选定的实验研究阳离子和阴离子分子反应和光谱的捕获离子进行审查。从这些研究出发,展望了多极离子阱的研究前景。
2009-03-15 physics.atom-ph
Semiclassical ionization dynamics of the hydrogen molecular ion in an electric field of arbitrary orientation
势垒抑制的准静态模型在我们理解强激光场中原子和分子的电离过程中起着重要的作用。尽管他们的成功,在双原子分子的情况下,这些研究迄今仅限于与分子轴对齐的领域。本文研究了氢分子离子在任意方向的电场中势垒的位置和高度。我们发现,随着外场强度和方向的变化,势垒发生分叉。这种现象代表了一个意想不到的复杂程度,即使在这个最基本的动态水平。我们描述的动态隧道电离通过障碍半经典和使用我们的研究结果,揭示了新的光的成功最近的理论,分子隧道电离以及早期的理论,限制电场与分子轴对齐。
2004-10-12 physics.atom-ph
High Density Pulsed Molecular Beam for Cold Ion Chemistry
近年来冷分子和超冷分子应用的扩展使人们重新关注在超真空条件下制备分子物种。与此同时,分子束已经被用于研究气相化学反应几十年了。在这篇手稿中,我们描述了一种装置,使用脉冲分子束技术,以实现高的局部气体密度,导致更快的反应速率与冷捕获离子。我们的特点束的空间轮廓使用被困离子本身。该装置可用于通过需要将捕获的离子前体激发到具有短寿命的状态的反应来制备分子种类,或者用于在背景室压力增加最小的情况下获得高反应速率。
2014-06-23 physics.atom-ph
Wave packet evolution approach to ionization of hydrogen molecular ion by fast electrons
用直接方法计算了氢分子离子在快电子碰撞下电离的多重微分截面,该方法包括将初始的6D薛定谔方程简化为3D演化问题,然后建立波包动力学模型.这种方法避免了使用需要繁琐计算的弹出电子的连续谱的固定库仑双中心函数。所得到的结果,验证后的程序的情况下,原子氢,揭示有趣的机制的情况下,小的散射角。
2000-08-31 physics.atom-ph
Fragmentation dynamics of diatomic molecules under proton impact: Kinetic energy release spectra of CO^{q+} and NO^{q+} (q = 2, 3) molecular ions
本文报道了NO和CO三重电荷双原子分子离子的碎裂动力学,利用反冲离子动量谱仪研究了NO和CO在200 keV质子束作用下多重电离后的解离碎裂。获得了不同碎裂通道的动能释放分布。计算了NO^{3+}和CO^{3+}分子离子基态和几种激发态的势能曲线。在计算的PEC以及简单的库仑激发模型的背景下讨论了所获得的KERD。不稳定的前体分子离子的库仑破裂显示出明显的优先选择N^{2+} + O^+(和C^{2+} + O^+)碎裂通道。
2022-02-13 physics.atom-ph
Static Dipole Polarizability for the $1Sσ$ electronic state of the $H^+_2$ molecular ion
在Born-Oppenheimer近似下计算了$\mathrm{H}_{2}^{+}$氢分子离子$1sσ$电子态的静态偶极极化率。随机选择指数的变分展开已被用于数值研究。偶极极化率的结果精确到九位数。
2009-06-04 physics.atom-ph
Ionization behavior of molecular hydrogen in intense laser fields: Influence of molecular vibration and alignment
通过求解含时双电子薛定谔方程,研究了H $_2$在强超短激光场中的取向和核间距依赖电离。在微扰少光子电离的制度,强烈依赖的电离产率上的核间距found. While这一发现证实了先前报道的故障的固定核近似平行排列,提供了一个更简单的解释,它表明,这种故障是由于在激光脉冲的振动动力学。这种效果的持久性,即使是随机排列的分子被证明。此外,从多光子的准静态(隧道)制度的过渡进行了研究,考虑到强烈的800 nm的激光脉冲。虽然所获得的电离产率显着不同的预测Ammosov-Delone-Krainov率,我们发现一个令人惊讶的好的定量协议后,引入一个简单的频率依赖性校正的标准隧道公式。
2014-10-08 physics.atom-ph
Automation in quantum logic experiments with cold molecular ions
本文提出一套全自动化冷分子离子量子逻辑实验控制系统,通过实时图像反馈、势阱操控与纳秒级脉冲同步,实现双物种离子链制备与光谱测量,使实验循环次数提升约十倍,为分子离子实验提供了可扩展蓝图。
2025-10-31 physics.atom-ph
The p-H symmetry breaking in dissociative ionization of H2 due to the molecular ion interaction with the ejected electron
提出了H $_2$分子解离光电离中电子局域化和分子对称性破缺的新机制。当处于束缚振动态的原子核处于外转折点附近时,电子的库仑场可以诱导剩余的H-$_2^+$离子从gerade $^2Σ_g^1(1sσ_g)$跃迁到ungerade $^2Σ_u^1(2pσ_u)$电子态.该过程与直接过渡到振动连续谱的叠加应产生非gerade离子状态,这导致在小动能释放时观察到的$p$ -H喷射相对于电子喷射方向的不对称性。
2014-02-24 physics.atom-ph
Relativistic corrections to the dipole polarizability of the ground state of the molecular ion H_2^+
最近报道的H_2^+分子离子基态偶极极化率的精确实验测定[P.L.雅各布森,R.A. Komara,W.G. Sturrus和S.R. Lundeen,Phys.Rev.A62,012509(2000)]揭示了理论和实验之间约0.0007a_0^3的差异,这归因于相对论和QED效应。本文分析了相对论效应对孤立H_2^+分子离子标量偶极极化率的影响。我们的结论是,它只占测量差异的1/5。
2000-09-25 physics.atom-ph
The electric quadrupole moment of molecular hydrogen ions and their potential for a molecular ion clock
在分子氢离子中的跃迁频率的系统性移位与在离子阱中进行的这些系统的超高分辨率射频、微波和光学光谱学有关。我们开发的从头计算描述的静电电场梯度存在于离子阱中的这类分子的电四极矩的相互作用。在良好的近似下,它被描述在一个有效的扰动哈密顿量。然后在Born-Oppenheimer近似中进行近似处理。我们给出了一个表达式的电四极耦合参数适用于所有氢分子离子物种和评估它的大量的状态H2+,HD+,和D2+。系统位移可以用微扰哈密顿量的简单期望值来计算。报道了HD ~+超精细态之间的射频(M1)、单光子电偶极(E1)和双光子E1跃迁的结果。对于无旋转态之间的双光子E1跃迁,位移消失。对于振转单光子跃迁的子集,对于0.1 GV/m2的电场梯度,四极位移范围为0.2至10 Hz。我们指出了一种测定四极移的实验方法,它可以使四极移对未扰动振转跃迁频率不确定性的贡献降低到1.10^(-15)相对水平,对于某些跃迁,甚至降低到1.10 ^(-15)相对水平。对大量跃迁考虑了斯塔克效应和四极效应,估计所选跃迁的跃迁频率不确定度可降低到1.10^(-15)水平以下。
2013-12-15 physics.atom-ph
Dipolar quantum logic for freely-rotating trapped molecular ions
我们认为实际的可行性,使用直接的,电偶极-偶极相互作用的共同捕获的分子离子的强大的量子逻辑,而不需要静态极化场。与静态电偶极子相反,振荡偶极矩的使用动态地将偶极子从实验室场(包括阱本身的电场)中分离。此外,这种实现方式不需要运动的量子控制,潜在地消除了离子阱量子计算可扩展性的主要障碍。由于极化场是电磁辐射,即使是在太赫兹范围内分裂的状态对也可以完全极化。
2018-06-25 physics.atom-ph
The hyperfine structure of the hydrogen molecular ion
本文讨论了氢分子离子(一电子两质子)的超精细结构的理论研究。核自旋-转动相互作用的符号与氢分子中的符号相同,超精细跃迁频率可以准确地预测。通过对氘分子离子(或HD+)的超精细结构的测量,应该有可能获得一个氘四极矩的值,该值可以与从氘分子和核理论获得的值进行比较。
1997-01-10 physics.atom-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
Trapping molecular ions formed via photo-associative ionization of ultracold atoms
在混合$^{40}$ Ca磁光和离子阱系统中观察到了$^{40}$ Ca $_2^+$分子离子的形成。分子离子形成过程被确定为超冷$^{40}$ Ca原子的双光子光缔合电离过程。发现二体双光子速率常数的下限为$\barβ \geq 2 \pm 1 \times 10^{-15}$ cm $^{3}$ Hz。计算中性Ca $_2$和离子Ca $_2^+$分子的$\textit{Ab initio}$分子势曲线,并用于识别光缔合电离途径的模型中。由于这种技术不需要单独的光缔合激光器,它可以作为一种简单,强大的方法用于生产超冷,状态选择的分子离子。
2011-04-15 physics.atom-ph physics.chem-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
Dipole-phonon quantum logic with trapped polar molecular ions
被捕获的分子离子的电偶极矩与受限库仑晶体的构型之间的相互作用将分子的取向与其运动耦合。我们考虑利用这种相互作用来初始化、处理和读出编码在分子离子量子比特中的量子信息而不需要光学照射分子的实际可行性。我们提出了两种方案,其中分子离子可以与共捕获的原子离子量子比特纠缠,提供了一种用于分子状态制备和测量的方法。我们还表明,虚声子交换可以显着提高分子间偶极-偶极相互作用的范围,允许广泛分离的分子离子量子比特之间的强耦合。
2019-09-05 physics.atom-ph quant-ph
Rotational excitation in sympathetic cooling of diatomic molecular ions by laser-cooled atomic ions
Universität Kassel(卡塞尔大学);Universidad Autónoma de San Luis Potosí(圣路易斯波托西自治大学);Aarhus University(奥胡斯大学);Freie Universität Berlin(柏林自由大学)
研究通过激光冷却原子离子与双原子分子离子的库仑相互作用,分析协同冷却过程中旋转激发的影响,评估冷却时间及分子内部状态的纯度。
2026-01-15 physics.atom-ph quant-ph
Cold molecular ions on a chip
我们报道了离子阱芯片表面上分子离子的感应冷却和库仑结晶。N $_2^+$和CaH $^+$离子被限制在表面电极射频离子阱中,并通过与激光冷却的Ca $^{+}$离子的相互作用冷却到毫开尔文范围内的长期平移温度。由表面电极产生的捕获电势的配置使得能够形成平面双组分库仑晶体和分子从芯片上的原子离子的空间分离。利用分子动力学模拟对库仑晶体的结构和热性能进行了表征。本研究将基于芯片的捕获技术扩展到库仑结晶分子离子,在质谱、冷化学、量子信息科学和光谱学中具有潜在的应用。
2014-04-16 physics.atom-ph physics.chem-ph
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
Vibrational excitation of diatomic molecular ions in strong-field ionization of diatomic molecules
基于强场近似和Born-Oppenheimer近似的模型定性地描述了强激光脉冲电离中性分子后双原子分子离子中形成的振动态的分布。与最近的一个实验[X. Urbain等人,物理修订信函92,163004(2004)]。特别是,观察到的偏离弗兰克-康登分布再现。此外,我们证明了振动分布的控制的峰值强度的变化或激光脉冲的频率的变化。
2005-08-30 physics.atom-ph physics.chem-ph
Multiple Ionization Bursts in Laser-Driven Hydrogen Molecular Ion
对H $_2^+$在强红外激光场中的阿秒时间尺度的理论研究表明,分子离子在激光场振荡的半个周期内呈现出多个电离爆发,这与人们普遍接受的原子隧道电离图象不同.这些突发被发现是由瞬态本地化的电子在一个核,和本地化的时刻和激光的矢量势之间的关系推导。此外,提出了一种利用极紫外激光脉冲探测局域化动力学的实验方案。
2010-09-15 physics.atom-ph physics.chem-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
Vibrational quenching and reactive processes of weakly bound molecular ion-atom collisions at cold temperatures
利用准经典轨线方法研究了超冷原子气体中分子离子的振动猝灭和化学过程。特别是,BaRb $^+(v)$ + Rb碰撞研究在低温下揭示了一个高效的能量转移之间的平移自由度和内部度的分子离子。从而导致遵循朗之万俘获模型预测的大的振动猝灭截面。这些结果对理解超冷气体中冷分子离子的弛豫现象以及在冷稠密环境中通过离子-中性-中性三体复合出现的分子的命运起着关键作用。
2018-07-11 physics.atom-ph physics.chem-ph
Ab initio electronic structure of the Sr$_2^+$ molecular ion
在冷混合离子-原子实验中形成的分子离子可能会发现从精确测量到受控化学反应的有趣应用。在这里,我们调查的Sr $_2^+$分子离子的电子结构,这可能是由激光冷却的Sr $^+$离子浸入超冷气体的Sr原子或超冷Sr $_2$分子的电离的光缔合产生的。采用\textit{ab initio}电子结构方法,包括耦合团簇方法和组态相互作用方法,采用小核相对论能量自洽赝势和大高斯基组,计算了基态和41个激发态的势能曲线,以及它们之间的电偶极跃迁矩.我们发现,碱土金属分子离子,尽管他们显然是简单的结构,只有三个价电子是具有挑战性的国家的最先进的量子化学方法,由于其多参考性质和高密度的状态。最后,计算并分析了基态Sr $_2$分子光电离成Sr $_2^+$分子离子的$^2Σ^+_u$和$^2Σ^+_g$态的Franck-Condon因子.这些结果对研究和指导Sr $_2^+$分子冷离子的形成和光谱学具有重要意义。
2019-11-14 physics.atom-ph physics.chem-ph
Kinetic modelling and molecular dynamics simulation of ultracold neutral plasmas including ionic correlations
详细描述了超冷中性等离子体演化的动力学方法,包括电子关联和速率方程对电离/激发和复合/去激发的处理。为了评估动力学模型中固有的近似的可靠性,我们开发了一种混合分子动力学方法。结果的比较表明,动力学模型描述的超冷等离子体的原子和离子的观测值令人惊讶的好,证实了我们早期的发现有关的作用,离子-离子的相关性[物理修订A { \bf 68},010703]。此外,分子动力学方法允许人们研究离子等离子体组分向热力学平衡的弛豫。
2004-05-24 physics.atom-ph physics.plasm-ph
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
State-selected ion-molecule reactions with Coulomb-crystallized molecular ions in traps
以典型的电荷转移过程$\mathrm{N_2^++N_2\rightarrow N_2+N_2^+}$为例,首次在离子-分子反应研究中采用了状态选择的库仑结晶分子离子。通过制备反应物离子在一个定义明确的振转状态和本地化它们在空间中的交感冷却到毫开尔文温度的离子阱,状态和能量控制的反应实验与灵敏度的水平上的单离子进行。实验结果进行了解释与准经典轨道模拟的六维势能面提供了详细的洞察到发生在N $_2$和N $_2^+$之间的电荷转移的反转能量转移。
2012-06-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Probabilistic state preparation of a single molecular ion by projection measurement
我们展示了如何准备一个单一的分子离子在一个特定的内部量子态的情况下,该分子被捕获和同情冷却的原子离子和它的内部自由度最初在热平衡与周围环境。该计划是基于有条件的创建分子的内部状态和两个离子的集体运动的平移状态之间的相关性,然后通过原子离子搁置技术的投影测量这种集体模式。在大量内部状态中的状态准备是可能的。
2005-07-26 physics.atom-ph physics.chem-ph
Optimized strategies for the quantum-state preparation of single trapped nitrogen molecular ions
本研究提出两步策略优化离子阱中单N2+离子的量子态制备,通过阈值光电离与基于测量的态纯化,实现高保真度(38(7)%)的基态制备,为态特异性实验提供纯净样品。
2023-09-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
Time-dependent convergent close coupling method for molecular ionization in laser fields
本研究提出一种含时多组态数值技术,用于计算短激光脉冲下多电子分子的电离,该方法基于分子波函数向分子离子本征态的展开,因与CCC方法通道函数对称性一致被命名为TDCCC方法。
2024-05-21 physics.atom-ph physics.comp-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
Influence of molecular symmetry on strong-field ionization: Studies on ethylene, benzene, fluorobenzene, and chlorofluorobenzene
利用分子强场近似,我们考虑了分子对称性对强线偏振激光脉冲电离分子的影响。电子角分布和总电离产率计算作为分子和激光偏振之间的相对取向的函数。我们的研究集中在乙烯(C $_2$ H $_4$)、苯(C $_6$ H $_6$)、氟苯(C $_6$ H $_5$ F)和邻氯氟苯(1,2 C $_6$ H $_4$ ClF),这些分子代表四种不同的点群。实验结果进行了比较,当可用时,并与适当扩展到非线性多原子分子的分子隧穿理论。我们的研究表明,电离产率的取向依赖性主要是由节点表面结构的分子轨道。
2004-09-29 physics.atom-ph physics.chem-ph
Production of NaCa$^+$ molecular ions in the ground state from cold atom-ion mixtures by photoassociation via an intermediate state
从理论上分析了Ca($^1$ S)Na $^+$($^1$ S)分子离子通过中间态形成的光学途径.的形成方案是基于从头计算势能曲线和过渡偶极矩计算使用量子化学的有效核势的方法。在所提出的方法中,从冷捕获的Ca $^+$离子的混合物浸入到Na原子的超冷气体中开始,(NaCa)$^+$分子离子在激发的E $^{1}Σ^+$电子态中光缔合,并允许自发地衰减到电子基态或中间态,从该中间态,人口通过额外的光激发转移到基态。通过分析所有可能的途径,我们发现,一个双光子方案的效率,通过B $^{1}Σ^+$或C $^{1}Σ^+$势,是足以产生显着数量的基态(NaCa)$^+$分子离子。一个单一的步骤的过程导致在较低的形成率,这将需要一个高密度的样品或非常强烈的光缔合激光是可行的。
2016-06-09 physics.atom-ph quant-ph
Formation of the simplest stable negative molecular ion H3- in interstellar medium
本文提出了原子和分子的辐射缔合理论,并将其应用于(H $_2$ -H $^-$)范德华络合物。讨论了在星际介质中存在大量电离氢分子H $_2^+$的环境中形成H $_3^-$离子的可能性。对H $_3^-$的观测也将是对H $^-$在星际介质中存在的探测。通过计算H $_3^-$离子的电子结构,确定了它的偶极矩、束缚态、转动常数、预离解振动共振态及其寿命,并提出了一种在星际介质中探测H $_3^-$离子的方法.
2009-10-13 physics.atom-ph physics.plasm-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
Electron-impact dissociation cross sections of vibrationally excited He2+ molecular ion
在绝热核近似下,用R矩阵方法计算了振动激发的He ~(2+)分子离子的离解跃迁X ~(2+)+u \to A ~(2+)+g的电子碰撞截面随入射电子能量的变化.所涉及的电子态和目标性质的势能曲线,也用R-矩阵方法计算,被发现与文献报道的结果吻合得很好。
2015-06-26 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Rotational dynamics of a diatomic molecular ion in a Paul trap
我们提出了一个异质双原子分子离子的模型在一个刚性转子近似的线性保罗陷阱,一个纯粹的经典,其他的质心运动被视为经典,而旋转运动是量化的。我们研究了在离子的永久偶极矩和俘获电场之间存在耦合时的转动动力学及其对质心运动的影响。我们表明,永久偶极矩的存在影响的离子的轨迹,并且它离开的马修方程的解决方案,发现原子离子。对于量子转动的情况,我们也证明了上述耦合对离子转动态的影响。
2015-11-12 physics.atom-ph physics.chem-ph
Electric field dissociation of weakly bound molecular ions
本文对含时电场作用下弱束缚分子离子的解离进行了全量子研究。本文研究了与原子-离子混合阱相关的Paul阱中分子离子的离解动力学。我们的结果表明,弱束缚的分子离子在Paul阱中存活,为以前的实验结果提供了理论依据[A. Krükow等人,Phys. Rev. Lett. 116,193201(2016)和A. Mohammadi等人,Phys. Rev. Research 3,013196(2021)]。特别是,我们发现,弱束缚的分子离子更有可能生存在陷阱与大的RF频率。同样,我们表明,施加一个电场斜坡是一种有效的方法,以状态选择性地检测弱结合的分子离子,类似于众所周知的选择性场电离技术应用于里德伯原子,它也可以用来检测这些物种的原子-离子混合陷阱。
2021-05-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Molecular-ion quantum technologies
量子逻辑技术的状态准备,操纵,和非破坏性的审讯越来越多地被采用的实验单分子离子限制在陷阱。通过共捕获原子离子在量子水平上控制分子离子的能力为精密光谱学、量子信息处理、冷化学和分子量子技术领域的新实验提供了有趣的可能性。本文综述了这一领域的基本实验方法、最新进展和展望。
2022-04-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Analytical solutions of the Schrodinger equation for the one-dimensional hydrogen molecular ion
给出了一维氢分子离子薛定谔方程的解析解。特别是,我们提出了封闭形式的表达,该系统的电子能量曲线对应的基态和第一激发态。我们的结果与以前得到的数值解一致。
2021-12-24 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Nuclear spin--rotation interaction in the hydrogen molecular ion
研究了氢分子离子超精细结构中的核自旋-转动相互作用。的相互作用常数的确定,并发现不同的符号和幅度相比,另一种理论,但它们是在协议来自实验的一些值。
1995-09-20 atom-ph chem-ph physics.atom-ph
Full molecular dynamics simulations of a single trapped ion in a neutral bath
Stony Brook University(石溪大学)
本研究通过全分子动力学模拟,明确纳入 trapped ion 与中性原子浴的相互作用,发现气体密度微弱影响离子平均动能,短程势特征随密度增强,轻原子浴导致更低的最终动能。
2026-10-08 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Ab initio electronic structure and prospects for the formation of ultracold calcium--alkali-metal-atom molecular ions
冷离子-原子混合物的实验最近为超冷分子离子的产生和应用开辟了道路。在这里,在一个比较研究中,我们从理论上研究地面和几个激发电子状态和前景的形成分子离子组成的钙离子和碱金属原子:CaAlk $^{+}$(Alk=Li,Na,K,Rb,Cs)。我们使用量子化学方法的基础上的非经验赝势,操作的核心价相关,大高斯基组,和全组态相互作用方法的价电子。绝热势能曲线,光谱常数,过渡和永久电偶极矩的地面和激发电子状态的确定和分析。我们研究了离子中性反应过程的前景,并通过自发辐射缔合和激光诱导光缔合产生分子离子。在此之后,自发和受激黑体辐射跃迁率的计算,并用于获得辐射的基态和第一激发电子态的振动态的寿命。目前的结果铺平了道路的形成和光谱的钙碱金属原子分子离子在现代实验中冷离子原子混合物。
2020-03-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-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
Self-limiting electrostriction of a single ion in an ultracold polar gas: From mesoscopic ions to crystalline molecular rings
Stony Brook University(石溪大学);Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学)
该研究探究超冷极性气体中单个离子周围极性分子的自组装,结合全局优化与扩散蒙特卡洛方法,揭示了离子结合极性分子团簇的特殊结构与稳定性,为研究量子浴中带电杂质提供新途径。
2026-08-24 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Preparation and coherent manipulation of pure quantum states of a single molecular ion
原子和原子离子的激光冷却和捕获已经导致了许多进步,包括对物质的奇异相的观察、精密传感器和最先进的原子钟的发展。分子中相同水平的控制也可能导致深刻的发展,例如受控化学反应和基础理论的灵敏探针,但分子中的振动和旋转自由度对控制其量子力学状态构成了巨大的挑战。在这里,我们使用量子逻辑光谱(QLS)的制备和无损检测的分子离子的量子力学状态。我们开发了一种通用的技术,使光泵浦和制备的分子到一个纯粹的初始状态。这允许在单个离子(这里是CaH+)中观察高分辨率光谱和相干现象,如拉比跳跃和拉姆齐条纹。该协议需要一个单一的,远离共振激光器,这不是特定的分子,使许多其他分子离子,包括多原子物种,可以用相同的方法在同一设备中通过改变分子源处理。与离子阱提供的长询问时间相结合,可以以前所未有的控制和精度研究宽范围的分子离子,这代表了向拟议应用(例如精密分子光谱学、基础物理学的严格测试、量子计算和分子动力学的精密控制)迈出的关键一步。
2017-02-25 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph