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冷 Li 原子与 Yb$^+$ 离子碰撞的观测

原子物理 2017-10-25 v2

摘要

我们报道了 6^6Li 原子与 Yb+^+ 离子之间冷碰撞的观测。这种物种组合由于其大质量比,最近被提出为混合原子-离子系统中达到量子极限的最合适选择。对于制备在 2S1/2^2S_{1/2} 基态的原子和离子,发现电荷转移与缔合速率至少比朗之万碰撞速率小 103^{3} 倍。这些结果证实了 6^6Li--Yb+^+ 在协同冷却和量子信息应用方面的极好前景。对于制备在激发电子态 2P1/2^2P_{1/2}2D3/2^2D_{3/2}2F7/2^2F_{7/2} 的离子,我们发现反应速率由电荷转移主导,并且在 \sim~1--120~mK 范围内不依赖于离子同位素或碰撞能量。基态碰撞的低电荷转移速率得到了理论的证实,但 Yb+^+ 离子中的 4f4f 壳层阻碍了对 2P1/2^2P_{1/2}2D3/2^2D_{3/2}2F7/2^2F_{7/2} 态电荷转移速率的准确预测。利用量子化学的 ab initio 方法,我们计算了高达 30×103\times 10^3~cm1^{-1} 能量的原子-离子相互作用势,并用以对观测速率给出定性解释。

关键词

引用

@article{arxiv.1707.01729,
  title  = {Observation of collisions between cold Li atoms and Yb$^+$ ions},
  author = {J. Joger and H. Fürst and N. Ewald and T. Feldker and M. Tomza and R. Gerritsma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1707.01729},
  year   = {2017}
}

备注

8 pages, 7 figures (including appendices)