时间反演对称性保护的超冷分子碰撞相干控制
原子物理
2024-12-20 v1 化学物理
量子物理
摘要
原子和分子散射的相干控制依赖于将碰撞粒子制备在内态的叠加态上，从而建立可用于调节散射过程结果的干涉路径。然而，在具有复杂碰撞动力学的系统中常见的不同分波对积分截面的非相干叠加（分波混淆）构成了重大挑战，常常限制控制效果。本工作证明，时间反演对称性可以通过约束S矩阵元素的相对相位来克服这些限制，从而保护相干控制免受分波混淆的影响，即使对于高度各向异性相互作用介导的碰撞也是如此。以超冷O-O散射为例，我们展示了相干控制对短程动力学复杂性具有鲁棒性。此外，时间反演对称性还保护控制免受碰撞能量分布的影响。这些发现表明，通过使用时间反演不变的初始叠加态，可以始终最优地控制进入时间反演不变末态（如J=0, M=0转动态）的超冷散射。在超冷区之外，我们观察到交叉分子束实验与阱实验在可控性上的显著差异，前者更易控制，这强调了时间反演对称性和置换对称性在任何温度下维持控制的协同作用。这些结果为在超冷区内外实现复杂非弹性碰撞和化学反应的相干控制开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2412.14425,
title = {Time-Reversal Symmetry-Protected Coherent Control of Ultracold Molecular Collisions},
author = {Adrien Devolder and Timur V. Tscherbul and Paul Brumer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.14425},
year = {2024}
}