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BaH 激光冷却相关寿命与衰减率的定量理论分析

化学物理 2018-04-18 v2 原子物理

摘要

低于 0.1% 水平的微小辐射损失可能对分子的有效激光冷却造成毁灭性影响。本文利用 ab initio 量子化学以转动-振动-电子细节研究一种氢化物的激光冷却,以记录到所有可能电子态的衰减(不仅是单一电子跃迁内的振动分支),并识别最占据的末态量子态。详细分析了自旋轨道及关联耦合对 BaH 最低激发态性质的影响。首次计算了 A2Π1/2^2{\Pi}_{1/2}、H2Δ3/2^2{\Delta}_{3/2} 和 E2Π1/2^2{\Pi}_{1/2} 态的寿命(分别为 136 ns、5.8 {\mu}s 和 46 ns),而 B2Σ1/2+^2{\Sigma}^+_{1/2} 的理论值与实验吻合良好。使用简单速率模型确定了在竞争电子跃迁上单色和双色冷却可能的吸收-发射循环次数,并清晰表明 A2Π^2{\Pi} - X2Σ+^2{\Sigma}^+ 跃迁优于 B2Σ+^2{\Sigma}^+ - X2Σ+^2{\Sigma}^+,后者因多个微小衰减通道而降低效率。提出了对冷却方法的进一步可能改进。

关键词

引用

@article{arxiv.1803.04849,
  title  = {Quantitative theoretical analysis of lifetimes and decay rates relevant in laser cooling BaH},
  author = {Keith Moore and Ian C Lane},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1803.04849},
  year   = {2018}
}