通过蒙特卡洛模拟表征稀有同位素的囚光陷阱
原子物理
2019-03-20 v1
摘要
光囚禁技术是研究有限量稀有同位素的有效方法。为实现尽可能高的测量精度，优化光囚禁效率至关重要。本工作提出了光囚禁过程的三维半经典蒙特卡洛模拟的发展，及其在优化镭的光囚禁效率以用于搜索 Ra 的永久电偶极矩中的应用。该模拟包含 effusion 炉原子束源、原子束的横向冷却与 Zeeman 减速、三维磁光阱，以及诸如与残余气体分子碰撞等附加过程。我们针对表征良好的 Sr 光阱对模拟进行基准测试，再将其应用于 Ra 光阱。模拟复现了在 Sr 和 Ra 光阱中测得的相对光囚禁效率增益。Sr 的总体光囚禁效率的测量值与模拟值一致；然而对于 Ra 它们相差 倍。对若干潜在的装置缺陷或系统效应（如原子束源失准和激光频率噪声）的研究显示，它们对 Ra 的模拟囚禁效率仅有限影响。我们排除任一单独系统效应作为模拟与测量的 Ra 光囚禁效率之间差异的唯一原因；但确实预期系统效应的组合导致了该差异。模拟所给出的准确相对增益证明其对测试装置计划升级是有用的。
引用
@article{arxiv.1903.07798,
title = {Characterizing the Optical Trapping of Rare Isotopes by Monte Carlo Simulation},
author = {D. H. Potterveld and S. A. Fromm and K. G. Bailey and M. Bishof and D. W. Booth and M. R. Dietrich and J. P. Greene and R. J. Holt and M. R. Kalita and W. Korsch and N. D. Lemke and P. Mueller and T. P. O'Connor and R. H. Parker and T. Rabga and J. T. Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.07798},
year = {2019}
}
备注
13 pages, 9 figures, submitted to Physical Review A