超冷镝原子相互作用中的各向异性

具有大轨道角动量和自旋角动量的超冷原子间相互作用的性质引起了广泛关注。有观点认为，此类相互作用可导致高度关联物质的奇异态得以实现。本文报道了对两个镝原子间相互竞争的各向异性色散力、磁偶极-偶极力及电四极-四极力的理论研究。每个镝原子具有轨道角动量 L=6 和磁矩 $\mu=10\mu_B$。我们表明，基态绝热势的色散系数介于 1865 a.u. 与 1890 a.u. 之间，产生了不可忽略的、幅度达 25 a.u. 的各向异性，且电四极-四极相互作用相较于其他相互作用较弱。我们还发现，在原子间距 $R< 50\,a_0$ 时，各向异性色散势和磁偶极-偶极势均大于量级为 10 G 至 100 G 的外部磁场下的原子塞曼分裂。在此间距下，自旋交换可以发生。最后，我们描述了两种非弹性自旋交换的散射模型。利用普适散射理论对色散各向异性导致的损失进行建模，并利用扭曲波玻恩理论对 $^{164}$Dy 同位素由磁偶极-偶极相互作用导致的损失进行建模。这些模型得出的损失率与实验值处于同一数量级。