捕获离子${\rm O}_2^+$的状态选择性准备与无损检测

Ambesh Pratik Singh; Michael Mitchell; Will Henshon; Addison Hartman; Annika Lunstad; Boran Kuzhan; David Hanneke

doi:10.1063/5.0244447

捕获离子${\rm O}_2^+$的状态选择性准备与无损检测

化学物理 2025-02-05 v2 原子物理

作者: Ambesh Pratik Singh , Michael Mitchell , Will Henshon , Addison Hartman , Annika Lunstad , Boran Kuzhan , David Hanneke

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

将分子离子制备为选定量子态的能力，使其能够应用于化学、计量学、光谱学、量子信息和精密测量等领域。本文演示了氧气在分子束和离子捕获腔中的(2+1)共挨增强多光子离子化(2+1 REMPI)。REMPI光谱中的两光子跃迁具有旋转分辨率，可实现从O $_2$ 选定的振动-旋转态进行离子化。对该光谱的拟合确定了O $_2$ $d\,^1\Pi_g$ 态的光谱参数，并解决了文献中关于其带起点的不一致问题。通过共捕获的原子离子对捕获的分子离子进行冷却。无损荧光质谱法无损地证明了光离子化O $_2^+$ 的存在。我们讨论了最大化离子位于基态振动-旋转态中比例的策略。对于通过 $d\,^1\Pi_g$ 态的(2+1) REMPI，表明在旋转温度低于50~K时，Q(1)跃迁适用于中性O $_2$ ，而在更高温度下，O(3)跃迁更为合适。状态选择性加载和捕获分子离子的无损检测技术具有用于光钟、基本物理测试和化学反应控制的应用前景。

关键词

REMPI O$_2^+$ 离子捕获量子态荧光质谱

引用

@article{arxiv.2410.14832,
  title  = {State Selective Preparation and Nondestructive Detection of Trapped ${\rm O}_2^+$},
  author = {Ambesh Pratik Singh and Michael Mitchell and Will Henshon and Addison Hartman and Annika Lunstad and Boran Kuzhan and David Hanneke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.14832},
  year   = {2025}
}

备注

Authors Accepted Manuscript. 10 pages, 6 figures, 3 tables

捕获离子${\rm O}_2^+$的状态选择性准备与无损检测

摘要

关键词

引用

备注

相关论文