混合阱中39K原子与40Ca+离子间的光子介导电荷交换反应
原子物理
2020-05-22 v3 量子气体
摘要
我们给出了混合原子-离子阱中激光冷却钾K原子与钙Ca离子间电荷交换的实验证据,并对观测结果给出了定量的理论解释。K原子与Ca离子分别被束缚在磁光阱(MOT)与线性Paul阱中。利用两物种的荧光探测与高分辨率飞行时间质谱,测定了剩余Ca离子数、递增的K离子数以及K数密度随时间的变化。通过交替MOT与Ca冷却光时段来保证阱同时运行,从而避免K被Ca冷却光直接电离。我们表明K-Ca电荷交换速率系数随K数密度从零开始线性增大,且出人意料地随处于4p\,P电子激发态的Ca离子比例线性增大。结合理论分析,我们得出结论:这些数据只能由如下过程解释——处于电子基态的钾原子与处于激发4p\,P态的钙离子,生成基态K离子与亚稳态中性Ca\,(3d4pP)原子,仅释放150 cm等效相对动能。基态或激发态K与基态Ca间的电荷交换可忽略,因无能量有利的产物态可用。在不确定度范围内,我们实验与理论的速率系数 cm/s一致。
引用
@article{arxiv.2003.03430,
title = {Photon-mediated charge-exchange reactions between 39K atoms and 40Ca+ ions in a hybrid trap},
author = {Hui Li and S. Jyothi and Ming Li and Jacek Klos and Alexander Petrov and Kenneth R Brown and Svetlana Kotochigova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.03430},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 16 figures