強(qiáng)耦合等離子體是一種極端條件下的等離子體,例如:木星核、白矮星、高能量密度物質(zhì)等,其帶電粒子間的庫侖相互作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自身的熱動能,因此庫侖勢能主導(dǎo)等離子體的演化。強(qiáng)耦合等離子體一般表現(xiàn)為高溫高密,其演化時間短、空間尺寸小,實驗上制備困難。隨著激光冷卻技術(shù)的發(fā)展,通過光電離磁光阱中冷原子可以產(chǎn)生一種新的強(qiáng)耦合等離子體——超冷等離子體,克服了實驗室研究高溫高密強(qiáng)耦合等離子體的困難,是研究強(qiáng)耦合體系的理想平臺。本文主要研究冷里德堡原子及其自發(fā)演化超冷等離子體動力學(xué),首先測量了冷里德堡原子向超冷等離子體演化的自電離電子譜,隨后通過測量等離子體中的電子討論了9)P態(tài)原子演化過程中起主導(dǎo)作用的自電離機(jī)制,重點分析了初始熱電子與低9)P里德堡原子的非彈性9)-changing碰撞,最后提出并測試了利用速度成像測量超冷等離子體溫度的新方法。首先,通過探測冷里德堡原子自發(fā)演化產(chǎn)生的電子,測量了⁸⁷Rb原子9)S_1/2（9）=50-80)、9)P_1/2（9）=16-23)、9)P_3/2（9）=16-98)和9)D

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

等離子體相圖

7電子。曲線從上到下，對應(yīng)著激光能量的逐漸增加，離子數(shù)增加，超過閾值時，即可形成超冷等離子體。圖1.2右圖是產(chǎn)生庫侖勢阱的離子數(shù)和其中束縛的電子數(shù)的函數(shù)關(guān)系，四條曲線分別代表不同的初始電子溫度。由圖可見產(chǎn)生超冷等離子體的離子數(shù)閾值行為很明顯，初始電子溫度越高，對應(yīng)的離子數(shù)閾值越高。圖1.2 左圖[5]：四種不同的電離激光脈沖能量下，MCP上探測到的電子信號，右邊的縱軸給出了引出電場的幅度；右圖[5]：不同的初始電子溫度條件下，離子數(shù)與束縛電子數(shù)的函數(shù)關(guān)系1.2.2 高密度冷里德堡原子自發(fā)演化2000年，Gallagher[12]小組研究發(fā)現(xiàn)超冷等離子體也可以通過冷里德堡原子云自發(fā)演化形成。他們首先利用磁光阱產(chǎn)生冷Rb(Cs)原子云，再利用低于電離能的脈沖染料激光器激發(fā)原子形成高里德堡態(tài)原子

對于具有低軌道角動量的里德堡原子，理論預(yù)言冷里德堡分子波函數(shù)具有三重態(tài)對稱性，實驗上觀察到了這些冷里德堡分子，并且測到其壽命大約為20 μs。如圖1.5(a)所示，這些分子具有很奇特的形狀，因此通常被稱為“butterflymolecules”[35]。對于具有高角動量準(zhǔn)簡并能態(tài)的里德堡原子，里德堡電子和核電子的相互作用使得里德堡態(tài)的能級發(fā)生移動，產(chǎn)生更多的束縛態(tài)，而這種冷里德堡分子通常被形象的稱為“trilobite molecules”(如圖1.5(b)所示)[36]。圖1.5 “butterfly molecules”和“trilobite molecules”的徑向電子幾率密度(a) p-wave散射態(tài)里德堡分子[35]：由一個 =30的Rb原子和一個近鄰的基態(tài)Rb原子組成，基態(tài)原子分布類似于蝴蝶（butterfly）翅膀的形狀；(b)Rb(30d)+Rb(5s)里德堡分子[36]，處于

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]磁光阱中超冷等離子體的產(chǎn)生與驗證研究[D]. 程曉偉.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[2]超冷里德伯原子場電離光譜及其向等離子體的演化[D]. 李安玲.山西大學(xué) 2008



本文編號：3283962