極性分子的精密光譜測量和雷射冷卻

《極性分子的精密光譜測量和雷射冷卻》是依託浙江大學，由顏波擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：極性分子的精密光譜測量和雷射冷卻
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：顏波
• 項目類別：重大研究計畫

項目摘要

基於原子、分子的精密測量是目前研究熱點和前沿。分子比原子具有更複雜的能級結構和更多的自由度，在精密測量方面具有自己獨特的位置，一些對電場敏感的物理量（比如電子永久電偶極矩），用分子來進行測量可以有更高的精度。和原子類似，為了提高測量的精度，需要將分子冷卻下來。但是傳統分子冷卻手段（電場Stark減速、磁場Zeeman減速等），由於使用保守勢場，並不能提高分子的相空間密度，目前已進入一個瓶頸期。近年來，國際上新興了一個方向，雷射冷卻極性分子，可以獲得更低溫度，更高密度的分子氣體。本項目聚焦於實驗研究這類新型分子冷卻技術。選擇BaF分子，結合緩衝氣體冷卻技術，首先精密測量分子的光譜特性。然後結合微波混合技術，將雷射冷卻擴展到雙原子分子上，實現分子的冷卻，為下一步研究基於分子的精密測量打下基礎。

結題摘要

該項目自主研發了一套適用於分子實驗冷分子產生系統，以及雷射穩頻系統，成功地產生了BaF分子束，並在實驗上和理論上探索了BaF分子雷射冷卻的可行性，取得了一系列先進的研究成果，主要包括：1.實驗方面，研發了一套基於緩衝氣體冷卻原理的冷分子發生裝置，在實驗上用4K的氦氣為緩衝氣體獲得4K的BaF冷分子，並精確測定其相關的超精細結構光譜。[文章發布在Phys. Rev. A 95, 032701 (2017) ]。利用雷射和BaF分子多次作用，增加作用時間，觀測雷射對分子束的偏轉效應。[文章發布在Phys. Rev. A 96, 053401 (2017)]。技術方面，利用傳輸腔鎖頻技術實現了對多束特殊頻率的雷射的長時間的鎖定，線寬小於2MHz。[文章發表在J. Opt. Soc. Am. B 35(7) 1658 (2018)]。2.理論方面，分析了BaF分子雷射冷卻的可行性並提出了雷射冷卻的實驗方案。[文章發表在Phys. Rev. A 94, 063415 (2016)]；理論上設計了針對II-型MOT（磁光阱）躍遷塞曼減速方案，解決目前II-型MOT躍遷的分子或原子減速中遇到的困難[Phys. Rev. A 100, 053402 (2019)]。項目組共發表SCI論文9篇。