原子压力传感器的交叉标定及轻粒子对量子衍射碰撞普适性的偏离

原子-原子和原子-分子碰撞的总室温速度平均截面可很好地由仅依赖于主导阶色散系数$C_6$大小的普适函数近似。总截面的这一特征连同掠射角碰撞传递能量分布的普适函数($P_{\rm{QDU}6}$)可用于经验确定总碰撞截面并实现自标定真空压力标准。此前这已在Rb+N$_2$和Rb+Rb碰撞中得到验证。然而，在后碰撞能量分布中，预期在小$C_6$和小约化质量极限下会偏离$P_{\rm{QDU}6}$。此处我们通过Rb+H$_2$与Li+H$_2$之间的直接跨物种损失率比较，并使用$\langle \sigma_{\rm{tot}} \, v \rangle_{\rm{Li+H}_2}$的从头算值，实验上观测到了这一偏离。我们得到速度平均总碰撞截面比$R = \langle \sigma_{\rm{tot}} \, v \rangle_{\rm{Li+H}_2} : \langle \sigma_{\rm{tot}} \, v \rangle_{\rm{Rb+H}_2} = 0.83(5)$。基于$\langle \sigma_{\rm{tot}} \, v \rangle_{\rm{Li+H}_2} = 3.13(6)\times 10^{-15}$ m$^3$/s的从头算计算，我们推导出$\langle \sigma_{\rm{tot}} \, v \rangle_{\rm{Rb+H}_2} = 3.8(2) \times 10^{-15}$ m$^3$/s，与Rb+H$_2$的从头算值$\langle \sigma_{\rm{tot}} v \rangle_{\mathrm{Rb+H_2}} = 3.57 \times 10^{-15} \mathrm{m}^3/\mathrm{s}$一致。相比之下，将Rb+H$_2$损失率作为陷阱深度的函数拟合到普适函数，我们得到$\langle \sigma_{\rm{tot}} \, v \rangle_{\rm{Rb+H}_2} = 5.52(9) \times 10^{-15}$ m$^3$/s。最后，本工作展示了如何对传感器原子进行交叉标定，以扩展和增强基于冷原子的压力传感器。