《氦原子精細結構的高精密光譜學》是依託中國科學技術大學，由胡水明擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：氦原子精細結構的高精密光譜學
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：胡水明
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
對於氦原子的理論和實驗研究，為我們對這個最基本的多體原子不斷提供著更為深入的理解。在檢驗原子中的相對論效應和量子電動力學方面，氦原子也一直是比較理想的對象。利用高精密光譜方法，測量其精細結構能級分裂可以用來測定精細結構常數α，其同位素位移可用以測定原子核結構參數等。目前對於其部分三重態能級精細結構分裂的已有實驗測量和理論計算結果間存在明顯偏離，亟需新的高精密測量進行檢驗。本項目計畫通過對該能級進行kHz水平的精密光譜測量，以在此基礎上實現多體原子體系中的α常數測量、以及對量子電動力學效應和其自洽性的檢驗。
結題摘要
氫、氦等最簡單的原子分子的光譜，在量子力學和化學鍵理論的發展中起到了極其重要的作用。本項目工作中，發展了同時具有高靈敏度和高光譜分辨（頻率精確度可達kHz或更好）的雷射鎖頻的光腔衰盪光譜方法，並提出可以利用該手段將玻爾茲曼常數kB測量到ppm精度；對H2、H2O等分子在近紅外的躍遷進行了高精度的光譜測定，獲得了氫分子迄今最精確的紅外躍遷頻率，首次超越了理論計算精度；建立了利用低溫預冷、射頻放電方法產生亞穩態氦原子束流的裝置，利用雷射橫向冷卻的方法將亞穩態原子束流增強了上百倍，並實現了單原子水平的原子囚禁和探測，製備了處於單一量子態的He原子束，最終對4He原子2S-2P躍遷進行了精密光譜測量，實驗不確定度小於1kHz，達到了項目預期。
