磁场中冷分子态到态量子散射的总角动量表示

我们表明，尽管渐近哈密顿量本征谱中存在非物理塞曼态，但利用总角动量表示仍可高效计算磁场中冷分子的态到态量子散射积分截面。我们证明，非物理态的出现是由于采用碰撞络合物总角动量 $J$ 的固定截断值 $J_\text{max}$ 导致空间固定总角动量基的不完备所致。结果，某些轨道角动量 ($l$) 基态缺乏角动量相加规则所需的完整 $J$ 值范围，从而出现了非物理态。我们发现，通过为每个 $l$ 补充完整范围的 $J$ 态，可以完全消除外场分子碰撞量子散射计算中的非物理态。为说明该过程，我们使用扩充基组计算了磁场中 $^{40}$CaH$(X^2\Sigma^+,v=0,N=1, M_N=1, M_S=1/2)$ 分子与 $^4$He 原子冷碰撞中转动与自旋弛豫的态到态截面。我们发现结果与基准计算高度吻合，验证了我们提出的程序。我们发现，由于完全自旋拉伸塞曼态之间缺乏自旋-转动耦合，$N$ 守恒的自旋弛豫到 $N=1$ 流形的最低能量塞曼态 $|11\frac{1}{2}\rangle\to |1-1-\frac{1}{2}\rangle$ 几乎被完全抑制。我们的结果证明了在外磁场冷分子碰撞中进行严格、计算高效且无非物理态的量子散射计算的可能性。