超冷極化分子是最近幾年興起的研究方向。相比于超冷原子,超冷分子擁有豐富的內(nèi)部能級結(jié)構(gòu),異核的超冷分子在電場中擁有永久的電偶極矩,可以實(shí)現(xiàn)長程相互作用。正因?yàn)檫@些原因,超冷極化分子在量子模擬、精密測量、量子信息、量子計算和超冷量子化學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出了誘人的前景。本論文詳細(xì)介紹了超冷極化分子實(shí)驗(yàn)平臺的搭建,創(chuàng)造單重態(tài)振轉(zhuǎn)基態(tài)超冷23Na40K分子以及利用超冷分子完成原子-分子Feshbach共振的實(shí)驗(yàn)觀測。本論文主要分為三部分。第一部分介紹超冷23Na401K分子的實(shí)驗(yàn)裝置,以及利用這套實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)23Na、40K玻色費(fèi)米雙原子簡并和合成Feshbach分子的過程。第二部分介紹利用超冷Feshbach分子創(chuàng)造單重態(tài)振轉(zhuǎn)基態(tài)23Na40K分子。我們利用超穩(wěn)腔鎖定拉曼激光頻率（鎖定線寬約1kHz）,然后利用受激拉曼絕熱通道方法將Feshbach分子轉(zhuǎn)移到單重態(tài)振轉(zhuǎn)基態(tài),創(chuàng)造了約1.6 ×104個基態(tài)分子,絕對基態(tài)分子的壽命約為200ms。第三部分介紹40K原子和23Na400K基態(tài)分子的Feshbach共振實(shí)驗(yàn)。我們首次在超冷原子-基態(tài)分子系統(tǒng)中觀測到了Feshbach共振損失,共發(fā)現(xiàn)了 11個... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１著名的玻色－愛因斯坦凝聚圖Ｗ??注：圖中從左到右原子溫度逐漸降低，左圖和中圖綠色的部分是滿足經(jīng)典分布的原子，中圖??

??圖１．１著名的玻色－愛因斯坦凝聚圖Ｗ??注：圖中從左到右原子溫度逐漸降低，左圖和中圖綠色的部分是滿足經(jīng)典分布的原子，中圖??和右圖中間的尖峰是玻色愛因斯坦凝聚的原子，參考。??在超冷量子氣體中實(shí)現(xiàn)［５］。Ｆｅｓｈｂａｃｈ共振可以調(diào)節(jié)超低溫下粒子之間的相互作??用方式和大小，使同一團(tuán)超冷氣體中的原子可以展現(xiàn)出互相吸引、排斥或者無相??互作用、從而讓研宄者可以人為制備和控制不同相互作用的量子氣體。這一特??點(diǎn)使得超冷量子氣體成為費(fèi)曼提出的量子模擬這一概念的優(yōu)秀研究平臺。??１９９９年，Ｄ．Ｓ．Ｊｉｎ及其領(lǐng)導(dǎo)的小組實(shí)現(xiàn)了鉀原子（＃Ｋ）的簡并費(fèi)米氣（ＤＦＧ）［６】，??新的簡并態(tài)的實(shí)現(xiàn)大大開拓了量子氣體這一領(lǐng)域的疆土。之后，研究者對費(fèi)米氣??體中的ＢＥＣ－ＢＣＳ渡越和超流現(xiàn)象進(jìn)行了研宄「］。特別值得一提的是光晶格技術(shù)??被應(yīng)用到量子氣體的研究中［８，９］，讓量子氣體有了一個周期的，作用強(qiáng)度可以調(diào)??整的框架，費(fèi)米子在光晶格中就相當(dāng)于一個人造的固體系統(tǒng)。在光晶格中，研宄??者實(shí)現(xiàn)了從超流態(tài)到Ｍｏｔｔ絕緣體的量子相變ｌ１Ｇ］（見示意圖１．２）。這些研宄結(jié)果??都證實(shí)了超冷原子氣體作為量子模擬平臺以及研宄新奇的量子相變的潛力。??超冷量子氣體的研宄不僅極大豐富了人們對這一自然科學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)識

在２００８年，Ｄ．?Ｓ．?Ｊｉｎ和Ｊ．?Ｙｅ領(lǐng)導(dǎo)的研宄組利用受激拉曼絕熱通道（ＳＴＩＲＡＰ［３８］）??方法將４（）Ｋ８７Ｒｂ?（費(fèi)米子）的Ｆｅｓｈｂａｃｈ分子絕熱傳輸?shù)诫娮訂沃貞B(tài)基態(tài)的振轉(zhuǎn)基??態(tài)的單一超精細(xì)結(jié)構(gòu)能級［３９１，制備了接近量子簡并的基態(tài)分子氣體（見圖１．４）。??之后，許多實(shí)驗(yàn)組開展了基態(tài)分子的研宄，制備了玻色子分子１３３Ｃｓ２［４Ｇ】（２０１０），??８７Ｒｂ１３３Ｃｓ［４１］?（２０１４），２３Ｎａ８７Ｒｂ［４２］?（２０１６）和費(fèi)米子分子?２３Ｎａ４０Ｋ［４３］?（２０１５）等??超冷基態(tài)分子氣體。??為了能探索超冷分子系統(tǒng)中豐富的物理現(xiàn)象，我們實(shí)驗(yàn)組在２０１３年開始搭??建新的超冷堿金屬分子實(shí)驗(yàn)平臺。在眾多的選擇之中，我們選擇了?２３Ｎａ４（１Ｋ作??為我們的實(shí)驗(yàn)對象，原因是首先它是一種費(fèi)米子，能夠抑制Ｓ波散射，從而相??較于玻色分子有更長的壽命；其次２３Ｎａ４ＱＫ是化學(xué)反應(yīng)穩(wěn)定的，同樣這會使分??４??

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]基于23Na40K Feshbach分子可控態(tài)到態(tài)超冷化學(xué)反應(yīng)研究[D]. 楊歡.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]冷原子自旋波相干操控及玻色費(fèi)米簡并混合氣制備[D]. 芮俊.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號：2938225