μ子氢中 1s 超精细跃迁的激光激发
原子物理
2022-08-17 v3
摘要
CREMA 合作组正致力于通过脉冲激光光谱以 1 ppm 精度测量 μ子氢 (p) 的基态超精细分裂 (HFS)，从而以 的相对精度确定双光子交换贡献。在拟议的实验中，p 原子经历从单态超精细态到三重态超精细态的激光激发，随后通过与 H 分子的非弹性碰撞猝灭回单态。碰撞去激发后动能的增加被用作超精细态之间成功激光跃迁的特征。在本文中，我们计算了初始处于单态超精细态的 p 原子经历激光激发到三重态、随后碰撞诱导去激发回单态的联合概率。该联合概率使用包含非弹性和弹性碰撞的光学 Bloch 方程计算。在实验条件下，忽略由{激光线宽和}碰撞引起的退相干效应会使跃迁概率被高估两倍以上。此外，我们还考虑了多普勒效应，并给出了矩阵元、饱和注量、单态和三重态的弹性与非弹性碰撞速率以及共振线宽。该计算因而量化了 HFS 实验的关键未知因素之一，从而精确定义了激光系统的要求，并优化了形成 p 并将进行激光光谱测量的氢气靶。
引用
@article{arxiv.2112.00138,
title = {Laser excitation of the 1s-hyperfine transition in muonic hydrogen},
author = {P. Amaro and A. Adamczak and M. Abdou Ahmed and L. Affolter and F. D. Amaro and P. Carvalho and T. -L. Chen and L. M. P. Fernandes and M. Ferro and D. Goeldi and T. Graf and M. Guerra and T. W. Hänsch and C. A. O. Henriques and Y. -C. Huang and P. Indelicato and O. Kara and K. Kirch and A. Knecht and F. Kottmann and Y. -W. Liu and J. Machado and M. Marszalek and R. D. P. Mano and C. M. B. Monteiro and F. Nez and J. Nuber and A. Ouf and N. Paul and R. Pohl and E. Rapisarda and J. M. F. dos Santos and J. P. Santos and P. A. O. C. Silva and L. Sinkunaite and J. -T. Shy and K. Schuhmann and S. Rajamohanan and A. Soter and L. Sustelo and D. Taqqu and L. -B. Wang and F. Wauters and P. Yzombard and M. Zeyen and A. Antognini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.00138},
year = {2022}
}
备注
21 pages, 4 figures