超冷里德堡原子在外場作用下的態(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，里德堡原子具有獨特的性質(zhì)。例如：里德堡原子間具有很強的長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一步激發(fā)，產(chǎn)生了激發(fā)阻塞效應(yīng)，可用于實現(xiàn)單里德堡原子的激發(fā)。里德堡原子的極化率非常大，很小的電場就可以產(chǎn)生里德堡態(tài)能級的頻移。里德堡原子有很長的壽命，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、對電場非常敏感的特點，在制備超冷里德堡原子的基礎(chǔ)上，增加外電場，研究里德堡原子在外加電場中的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)以及機制。
　　實驗中我們以堿金屬銫原子為研究對象。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。通過施加一個脈沖電場電離里德堡原子，探測其離子信號來記錄實驗數(shù)據(jù)。

3、
　　首先，我們根據(jù)理論計算的Stark能級圖，獲得49S態(tài)原子與附近Stark能級的回避交叉的中心電場和能級間隔等參數(shù)。在實驗上測量回避交叉附近的離子譜，結(jié)果表明實驗結(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，觀測到了由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。我們改變脈沖電場的強度測量了nS態(tài)到高-l態(tài)的轉(zhuǎn)化率，研究了態(tài)轉(zhuǎn)移機制。結(jié)果表明隨著脈沖電場的增加，

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，我們改變電場使之通過一個特定的回避交叉點，改變電場通過避免交叉點速度研究里德堡原子經(jīng)避免交叉點時的絕熱/非絕熱過程；改變延遲時間來改變相互作用時間研究高-l態(tài)里德堡原子之間的相互作用會引起的m-mixing效應(yīng)和penning電離。結(jié)果表明相互作用時間越多，m-mixing效應(yīng)越強。同時測量了自由離子隨相互作用時間的變化情況，證明了m-mixing效應(yīng)的存在。
　　本