超冷極性分子的產(chǎn)生與動力學(xué)特性.pdf

1、玻色-愛因斯坦凝聚是指玻色子在臨近絕對零溫時，所有的粒子失去了個體特征而相干凝聚到同一量子態(tài)的現(xiàn)象。1995年，美國科羅拉多大學(xué)的E．A.Cornell和C．E．Wieman小組首次在87Rb原子中觀察到了玻色凝聚的現(xiàn)象，而不久后的W. Ketterle及R. G. Hulet小組也分別在23Na及7Li原子中觀察到同樣的凝聚現(xiàn)象。在超冷原子玻色凝聚的研究不斷發(fā)展和深入的同時，超冷分子物理也悄然出現(xiàn)。從目前學(xué)科的發(fā)展趨勢我們可以大膽地預(yù)

2、見，在今后相當(dāng)長時間內(nèi)，超冷原子分子物理將一直是物理學(xué)最前沿與最有活力的研究領(lǐng)域之一。從1997年到2001年短短五年時間，該領(lǐng)域就因原子的激光冷卻（1997年）和玻色-愛因斯坦凝聚（2001年）連續(xù)兩次摘取諾貝爾物理學(xué)獎的桂冠。如此驕人的成就足以奠定這個新興領(lǐng)域在物理學(xué)發(fā)展史上的重要地位。
　　 目前用于實現(xiàn)超冷分子有兩個途徑：一是基于直接減速與冷卻化學(xué)穩(wěn)定分子的“直接冷卻”技術(shù)。這種方法適用的分子樣品種類很廣，但典型的冷卻溫

3、度只有幾個mK。二是通過磁Feshbach共振或者光締合，將超冷原子成對地耦合成超冷分子的“間接冷卻”技術(shù)。該方案能夠?qū)⒎肿永鋮s至幾百個nK（尚未到臨界溫度以下），對應(yīng)分子的相空間密度達(dá)1012cm-3。最近，絕大多數(shù)的實驗小組都采用磁場Feshbach共振的原理研究如何將分子制備在基態(tài)能量最低的量子態(tài)上，但是否能夠進(jìn)一步地壓縮分子氣體來提高相空間密度同時使其冷卻至臨界溫度以下仍然是一個倍受爭議的問題。在本文的工作中，我們致力于思考和研

4、究另一種技術(shù)--光締合產(chǎn)生基態(tài)分子的利弊。在光締合過程中，運(yùn)用一束泵浦激光可以將自由散射態(tài)的原子轉(zhuǎn)換成激發(fā)態(tài)的分子，但由于該躍遷過程的偶極矩陣元太小，故對泵浦激光功率的要求很高。解決這一問題目前最常用的方法就是另施加可調(diào)諧的磁場，人們發(fā)現(xiàn)在磁場Feshbach共振附近光締合的速率可以增大幾個數(shù)量級。但磁場的引入隨之會帶來新的問題，即大量粒子由于碰撞馳豫而丟失?；谏鲜鲅芯窟M(jìn)展和存在的問題，我們小組首次提出基于受激拉曼絕熱通道原理的全光型

5、原子分子轉(zhuǎn)換模型來克服光締合技術(shù)的缺陷。我們設(shè)計了兩種新的方案--鏈?zhǔn)侥Ｐ秃蚏型系統(tǒng)，利用附加的光場來輔助締合過程的泵浦激光，從而實現(xiàn)降低泵浦光自身功率的目的。附加的光場作用在分子束縛態(tài)能級之間，所以躍遷的Franck-Condon(FC)系數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原子自由態(tài)和分子束縛態(tài)間的FC系數(shù)。我們的理論設(shè)想不依賴于分子的內(nèi)稟屬性，具有非常普適的意義。這些新方案有可能會啟發(fā)更多的物理學(xué)家去思考分子玻色-愛因斯坦凝聚的實驗可行性問題，并推動冷分