超冷里德堡原子在外場(chǎng)作用下的態(tài)混合.pdf

1、里德堡原子是指具有很高主量子數(shù)n的高激發(fā)態(tài)原子。相比于基態(tài)原子，里德堡原子具有獨(dú)特的性質(zhì)。例如：里德堡原子間具有很強(qiáng)的長(zhǎng)程范德瓦爾斯相互作用以及偶極相互作用，阻止了相鄰原子的進(jìn)一步激發(fā)，產(chǎn)生了激發(fā)阻塞效應(yīng)，可用于實(shí)現(xiàn)單里德堡原子的激發(fā)。里德堡原子的極化率非常大，很小的電場(chǎng)就可以產(chǎn)生里德堡態(tài)能級(jí)的頻移。里德堡原子有很長(zhǎng)的壽命，很大的電偶極矩和軌道半徑，這些特性使里德堡原子稱為研究量子邏輯門的備選介質(zhì)，在原子分子物理的研究中經(jīng)久不衰。

2、>　　本文中，我們利用里德堡原子極化率大、對(duì)電場(chǎng)非常敏感的特點(diǎn)，在制備超冷里德堡原子的基礎(chǔ)上，增加外電場(chǎng)，研究里德堡原子在外加電場(chǎng)中的Stark效應(yīng)，初始制備的nS里德堡態(tài)與（n-4）Stark多重態(tài)之間的態(tài)混合效應(yīng)以及機(jī)制。
　　實(shí)驗(yàn)中我們以堿金屬銫原子為研究對(duì)象。在激光冷卻和俘獲冷原子的基礎(chǔ)上，通過6S1/2→6P3/2→nD/nS的兩步激發(fā)制備超冷里德堡原子。通過施加一個(gè)脈沖電場(chǎng)電離里德堡原子，探測(cè)其離子信號(hào)來記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3、
　　首先，我們根據(jù)理論計(jì)算的Stark能級(jí)圖，獲得49S態(tài)原子與附近Stark能級(jí)的回避交叉的中心電場(chǎng)和能級(jí)間隔等參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)上測(cè)量回避交叉附近的離子譜，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論吻合的很好。
　　然后，在制備nS里德堡原子后，施加外加電場(chǎng)，觀測(cè)到了由nS里德堡原子經(jīng)避免交叉躍遷到高-l態(tài)的現(xiàn)象，發(fā)生態(tài)轉(zhuǎn)移，即產(chǎn)生高-l態(tài)信號(hào)。我們改變脈沖電場(chǎng)的強(qiáng)度測(cè)量了nS態(tài)到高-l態(tài)的轉(zhuǎn)化率，研究了態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)制。結(jié)果表明隨著脈沖電場(chǎng)的增加，

4、高-l態(tài)的轉(zhuǎn)化率先急劇增加到飽和然后緩慢下降。
　　最后，我們改變電場(chǎng)使之通過一個(gè)特定的回避交叉點(diǎn)，改變電場(chǎng)通過避免交叉點(diǎn)速度研究里德堡原子經(jīng)避免交叉點(diǎn)時(shí)的絕熱/非絕熱過程；改變延遲時(shí)間來改變相互作用時(shí)間研究高-l態(tài)里德堡原子之間的相互作用會(huì)引起的m-mixing效應(yīng)和penning電離。結(jié)果表明相互作用時(shí)間越多，m-mixing效應(yīng)越強(qiáng)。同時(shí)測(cè)量了自由離子隨相互作用時(shí)間的變化情況，證明了m-mixing效應(yīng)的存在。
　　本