长程里德堡分子中单态散射通道的实验表征

我们通过光缔合光谱法在接近 6s$_{1/2}$($F$=3,4)$\rightarrow$np$_{3/2}$ 共振 (n=26-34) 的超冷 Cs 气体中，观测到了由一个里德堡原子和一个基态原子组成的长程 Cs$_2$ 里德堡分子的形成。光谱揭示了 D. A. Anderson, S. A. Miller 和 G. Raithel [Phys. Rev. A 90, 062518 (2014)] 最近预测的两种分子态：一种是纯粹由三重态 s 波散射束缚的态，其结合能从 n=26 时的 400 MHz 变化到 n=34 时的 80 MHz；另一种是由混合单态 - 三重态 s 波散射束缚的态，具有较小且依赖于 F 的结合能。实验观测结果通过一个有效哈密顿量得到解释，该哈密顿量包含了 s 波散射赝势、基态原子的超精细相互作用以及里德堡原子的自旋 - 轨道相互作用。该分析得以表征单态散射在长程里德堡分子形成中的作用，并确定了低能电子 -Cs 碰撞的有效单态 s 波散射长度。