C$_2^-$ 在与 H$_2$ 碰撞中的振动-转动淬灭计算

Natasha Van Bemmel; Jielai Zhang; Jeff Cooke; Armin Rest; Anais Möller; Igor Andreoni; Katie Auchettl; Dougal Dobie; Bruce Gendre; Simon Goode; James Freeburn; David O. Jones; Charles D. Kilpatrick; Amy Lien; Arne Rau; Lee Spitler; Mark Suhr; Fransisco Valdes

C$_2^-$ 在与 H$_2$ 碰撞中的振动-转动淬灭计算

高能天体物理现象 2024-11-26 v1

作者: Natasha Van Bemmel , Jielai Zhang , Jeff Cooke , Armin Rest , Anais Möller , Igor Andreoni , Katie Auchettl , Dougal Dobie , Bruce Gendre , Simon Goode , James Freeburn , David O. Jones , Charles D. Kilpatrick , Amy Lien , Arne Rau , Lee Spitler , Mark Suhr , Fransisco Valdes

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摘要

分子负离子C $_2^-$ 近年来因其电子结构和有利的分支比率（branching ratios）而备受关注，后者使其成为激光冷却的候选对象。分子氢气（H $_2$ ）已被Wester小组在因斯布鲁克实验室用于作为缓冲气体，以冷却分子内部的振动-转动运动。在本工作中，我们通过将H $_2$ 视为刚性旋转子，将C $_2^-$ 视为旋转-振动的双原子分子，构建了新的五维（5D）相互作用势。随后，我们利用量子散射理论对C $_2^-$ 与对轨道态（para-）和正扭态（ortho-）H $_2$ 进行振动-转动非弹性碰撞的横截面积和速率系数进行计算。振动淬灭速率在覆盖实验测量的单个温度值范围内获得。与使用更简单三维（3D）相互作用势的早期结果进行了比较。此外，发现在冷却C $_2^-$ 方面，para-H $_2$ 比在不经历旋转激发的情况下使用ortho-H $_2$ 更高效。对C $_2^-$ 冷却的速率系数通过对ortho-和para-H $_2$ 进行适当加权计算，并与在20 K时的可用实验结果进行了比较。当振动去激发速率系数不导致最终C $_2^-$ 负离子发生共同的旋转激发时，适当平均后得到的结果会显著减小，接近实验测量值。对C $_2^-$ 激光冷却的这些新结果的意义被分析和讨论。

关键词

C$_2^-$ 振动-转动淬灭 H$_2$碰撞相互作用势量子散射

引用

@article{arxiv.2411.16136,
  title  = {An Optically Led Search for Kilonovae to z$\sim$0.3 with the Kilonova and Transients Program (KNTraP)},
  author = {Natasha Van Bemmel and Jielai Zhang and Jeff Cooke and Armin Rest and Anais Möller and Igor Andreoni and Katie Auchettl and Dougal Dobie and Bruce Gendre and Simon Goode and James Freeburn and David O. Jones and Charles D. Kilpatrick and Amy Lien and Arne Rau and Lee Spitler and Mark Suhr and Fransisco Valdes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.16136},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 6 figures, 3 tables, submitted to MNRAS

C$_2^-$ 在与 H$_2$ 碰撞中的振动-转动淬灭计算

摘要

关键词

引用

备注

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