《採用電磁場控制超冷原子碰撞動力學的理論研究》是依託大連理工大學,由叢書林擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：採用電磁場控制超冷原子碰撞動力學的理論研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：叢書林
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用電磁場控制超冷原子低能碰撞反應是產生超冷分子的有效方法，是目前原子與分子物理領域的熱點研究課題。本項目將採用量子散射理論研究利用電磁場控制超冷鹼金屬原子低能碰撞反應，考慮超精細結構耦合和塞曼效應，計算碰撞散射截面、散射長度、碰撞反應幾率和Feshbach共振位置及寬度；研究利用電磁場調製不同分波Feshbach共振之間的特徵交換以及高階分波Feshbach共振的分裂現象。採用量子波包動力學理論研究由電磁場和超短脈衝雷射調控超冷碰撞原子產生超冷分子。由磁場在長程區域產生弱束縛Feshbach分子，再利用超短整形及調頻脈衝雷射控制Feshbach分子在短程區域形成具有特定量子態的穩定分子。深入探討利用電磁場和超短脈衝雷射場控制超冷原子碰撞反應的有效方案。通過開展本項目研究，期望對電磁場控制超冷碰撞原子產生超冷分子的機理及可行性有更深刻的認識，能夠解釋和模擬相關實驗結果。
結題摘要
圍繞電磁場調控超冷原子低能碰撞過程和磁-光締合過程開展了一系列理論研究工作。採用多通道量子耦合、漸近束縛態、量子虧損、密度矩陣、有限元映射付立葉格線和含時量子波包等多種理論計算方法研究了超冷原子碰撞過程及其量子調控，並自主編寫了相應的數值計算程式。通過計算超冷原子散射截面、散射長度、Feshbach共振位置和寬度、磁-光調控超冷分子產率等物理參量系統地研究了電磁場操控超冷原子低能散射及其相關問題。（1）考慮電子與核自旋及其耦合、自旋—軌道耦合、塞曼效應等精細和超精細結構作用，研究了利用磁場、射頻場和雷射場控制原子低能碰撞過程、Feshbach共振位置及寬度。（2）提出了利用四個物理參數預測和分析磁場調控Feshbach共振位置與寬度的理論模型，採用該模型預測的結果與實驗結果一致。（3）把非含時量子散射理論和含時量子波包理論融合在一起，研究了超冷鹼金屬原子在短程、中程和長程核間距區域的磁、光締合過程及其機理；探討了利用電磁場將長程低能碰撞原子轉變為弱束縛Feshbach分子、繼而轉變為短程強束縛穩定分子的有效控調方案。（4）發展了三種含時量子波包理論計算方法，用於研究高溫、低溫和超低溫以及長程、中程和短程光締合反應。研究了利用整形及調頻雷射脈衝控制超冷原子碰撞反應。（5）研究了光締合過程中的矢量效應和同位素效應；探討了雷射偏振方向與締合分子定向/取向之間的關係。（6）作為擴展性研究（並為後續研究奠定基礎），分別推導了動量表象中超冷三原子體系Faddeev方程和超球坐標表象中多通道耦合方程。提出一種用於預測和分析超冷三原子散射Efimov共振的理論模型。
