《鹼金屬原子超精細態的極化性質及套用》是依託河南師範大學，由唐永波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鹼金屬原子超精細態的極化性質及套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐永波
- 依託單位：河南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
極化率是原子的基本屬性，描述原子對外加電場回響程度的物理量，在基本物理定律的檢驗、原子鐘系統不確定度的分析等方面起著重要的作用。本項目基於申請人博士期間發展的相對論原子全階微擾理論和相對論原子結構模型勢方法，開展鹼金屬原子體系動力學極化率的研究，精確定出原子基態在雷射可實現波段範圍內的幻零波長。通過系統分析超精細相互作用中的自旋實極化效應和庫倫關聯效應，在相對論原子結構模型勢方法基礎上構建一套可直接考慮超精細相互作用的有效理論模型。利用此有效模型計算鹼金屬原子超精細態的極化率，給出原子基態超精細斯塔克效應和超精細態的幻零波長。結合實驗平台所測幻零波長，精確定出線強比和約化矩陣元等重要的物理參量。
結題摘要
極化率是一個描述外電場下電子云回響程度的物理量。精確計算原子體系的極化率在多個物理領域都是非常重要的。靜態極化率可用於估算原子鐘鐘躍遷態的黑體輻射頻移；動力學極化率可用來確定躍遷態的幻波長和單個原子態的幻零波長。這些幻波長和幻零波長在雷射囚禁和雷射冷卻相關實驗領域都是非常重要的，比如基於光晶格的冷原子、量子多體和量子信息問題。另一方，實驗精確測量這兩類波長還可以定躍遷矩陣元等重要的原子結構參數。精確計算多電子原子體系的極化率需要精確的波函式和能量，因此發展一套可精確計算出多電子原子尤其是重原子體系波函式的理論方法是首要問題。我們基於B樣條基組，發展了一套適用原子結構性質計算的相對論全階微擾理論方法和相對論有效勢模型方法，並獨立自主地開發了相應的程式包。經過實例測試證實，我們程式的計算精度和性能跟國際上著名的幾個小組的方法在同等水平。套用這套理論方法和程式包，我們系統地計算了鹼金屬原子鍅和類鹼金屬原子體系鉈多個態的靜態和動力學電偶極極化率，同時通過動力學極化率定出了多個躍遷態的幻波長和幻零波長。 這些理論結果為將來基於鍅和鉈原子體系進行的宇稱反演不守恆和電子固有電極矩搜尋的相關實驗提供了非常重要的依據。我們精確的理論結果為發展其他理論方法提供了很好的參考標準。此外，我們套用這套理論方法也計算了鹼金屬銫原子體系超精細結構常數A, 並研究了磁偶極超精細相互作用中的電子關聯趨勢。這為將來進一步研究短程性質提供了一個很好的參考。
