长程铯里德堡分子的势能曲线-山西大学激光光谱研究所.PDF

物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 64, No. 13 (2015) 133202 长程铯里德堡分子的势能曲线 韩小萱 赵建明 李昌勇 贾锁堂 (山西大学激光光谱研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006) ( 2014 年12 月9 日收到; 2015 年2 月27 日收到修改稿) 本文介绍了半经典近似下的低能电子-原子散射理论, 引入贋势描述里德堡电子与基态原子的相互作用, 数值计算了铯原子S ( —60) 里德堡态与6S 基态原子形成的长程里德堡分子的势能曲线. 并对最外层 势阱进行分析, 获得长程里德堡分子的势阱深度、平衡距离与主量子数 的关系. 为实验制备里德堡分子并进 一步分析其性质提供理论依据. 里德堡分子对外界非常敏感, 可用于微弱信号的检测. 关键词: 长程铯里德堡分子, 电子-原子散射, 势能曲线 PACS: 32.80.Ee, 71.15.Dx, 13.75.–n DOI: 10.7498/aps.64.133202 势能曲线, 理论上验证了长程里德堡分子的存在. 1 引 言 8 2009 年, Bendkowsky 等 首次在实验中利用光缔 合方法实现了长程铷里德堡分子的制备, 并对这种 里德堡原子是主量子数 很大的高激发态原 巨型里德堡分子的寿命和振转能级等基本特性作 子, 具有轨道半径大( )、束缚能低( ) 和寿 了进一步的研究1112 . 在此基础上, 人们进一步研 1 命长( ) 等优点 , 具有很高的物理研究价值和 究了长程里德堡分子的外场效应1314 , 实现了不 潜在的应用前景. 里德堡电子对其周围基态原子 15 同分子振动态的选择性激发 , 理论研究了在垂 的散射可吸引基态原子并将其束缚在里德堡原子 直或平行电场和磁场的作用下长程里德堡分子结 的周围, 形成由里德堡原子和基态原子组成的长程 16 构和动力学的变化情况 . 里德堡分子24 . 不同于通常形成分子所需的化学 上述工作主要集中在铷里德堡分子方面, 本 键, 例如离子键或共价键, 这种长程里德堡分子通 文利用低能电子-原子散射理论, 数值计算了S 过里德堡电子与其周围的基态原子的散射而形成. ( —60) 铯(Cs) 里德堡原子与基态6S 原子的 它除了有里德堡原子的优良特性外, 还具有丰富的 相互作用能, 以及长程铯里德堡分子的势能曲线. 振动态和永久电偶极矩, 比里德堡原子更容易受外 计算获