《超冷里德堡分子的製備和操控》是依託山西大學，由趙建明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超冷里德堡分子的製備和操控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙建明
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
里德堡原子是外層電子處於主量子數很大的原子態的原子,與基態原子相比具有很強的長程相互作用和很大的電偶極矩。里德堡電子對其周圍的基態原子的散射可吸引基態原子並將其束縛在里德堡原子的周圍，形成由一個里德堡原子和一個基態原子組成的半徑為幾千個玻爾半徑的里德堡巨分子。這種巨分子對外界非常敏感,可用於微弱信號的測量和檢測.並將為研究複雜的巨分子系統提供一種新方法和新技術。. 本項目將在超冷原子系統中利用雙光子光締合製備超冷里德堡分子,獲得超冷里德堡分子的振轉光譜,研究超冷里德堡分子的形成機制。主要研究內容包括：（1）理論上數值計算里德堡原子的長程相互作用能和里德堡分子的勢能曲線；（2）實驗上利用雙光子光締合製備超冷長程里德堡分子；（3）測量並獲得分子的振轉光譜及其特徵參數，研究其形成機制和光譜特性；（4）探索和研究多原子裡德堡分子。
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結題摘要
里德堡原子是外層電子處於主量子數很大的原子,與基態原子相比具有很強的長程相互作用和很大的電偶極矩,由里德堡原子和基態原子或者里德堡原子形成里德堡分子。與一般的分子不同，里德堡分子是通過低能電子散射或長程van der Waals相互作用束縛而形成弱束縛的巨型分子，具有很多奇特的性質。這種巨分子對外界非常敏感,可用於微弱信號的測量和檢測,並將為研究複雜的巨分子系統提供了一種新方法和新技術。 本項目主要從理論和實驗上研究超冷里德堡分子的製備和操控。具體的：1.理論上利用第一原理和散射理論分別計算了6S-nS(n=30-45)里德堡分子的勢能曲線，研究了勢阱深度和平衡核間距與主量子數的關係。2.考慮兩個里德堡原子的長程靜電多極相互作用,數值計算了nD-nD里德堡分子的勢能曲線，這種里德堡分子的原子核間距達到幾微米，形成巨型分子，束縛能處於幾十到幾百MHz量級，具有豐富的能級結構。3.實驗上利用里德堡原子EIT實現了里德堡光締合雷射的頻率鎖定，頻率波動小於1MHz；在磁光阱中增加偶極阱提高了超冷原子密度，並利用Stark光譜實現了雜散電場的精確補償，在MOT區域雜散電場小於1mV/cm。4.里德堡原子在外場中的避免交叉現象可以改變里德堡分子的勢能曲線，我們對nS里德堡原子和相鄰的多重態形成的避免交叉做了詳細的研究，實現了外場調控的絕熱/非絕熱過程。5.利用雙光子光締合超冷銫原子製備nD-nD(n=60)超冷里德堡分子，獲得里德堡分子的振轉光譜及其特徵參數，研究了形成機制。 經過本項目的實施，建立了一套製備超冷里德堡分子的實驗平台，利用失諧雙光子激發的方法獲得了高分辨電離光譜，解決了實驗所需的關鍵技術問題；理論上提出了一種製備里德堡分子的新方案，對里德堡分子的勢能曲線、特徵參數和形成機制等做了系統和廣泛的研究，完成了項目預期計畫研究的主要內容，達到了預期的研究目標。發表相關的SCI論文19篇，其中《Phys. Rev. A》6篇，《New J. Phys.》1篇, 《J. Phys. B》1篇,《J. Phys. Soc. Jpn》3篇，以及其他期刊論文8篇。申報發明專利兩個，授權發明專利1個，獲山西省自然科學二等獎一項，培養博士生2名，碩士生3名。參加國內外學術會議20人次，同時邀請國內外相關領域的專家來所進行合作交流，促進了我們在超冷里德堡原子分子的研究和進步。
