磁调控超冷双原子及三原子量子散射和热原子光缔合的理论研究

发布时间：2020-05-12 11:13

【摘要】：利用电磁场调控原子及分子碰撞反应一直是原子与分子物理领域的一个热点研究课题。本论文从理论上研究了磁调控超冷双原子和三原子量子散射过程以及热原子光缔合反应,其主要内容归纳如下:基于多通道量子亏损理论,提出一种无需复杂的数值计算即可描述超冷原子碰撞动力学和磁调控Feshbach共振的简单理论模型。以6Li-40K体系为例,使用该模型得到的Feshbach共振位置和宽度与使用精确的耦合通道方法计算的结果一致,且与实验观测值符合。提出了一种新的用于研究磁调控Feshbach共振的数值方法—高阶可分离势方法。我们讨论了高阶可分离势方法与渐近束缚态计算方法的区别和联系。使用高阶可分离势方法,我们计算了6Li-40K、7Li2和6Li2三个体系的弱束缚态能量和磁调控散射长度,其结果和使用精确的耦合通道方法计算的结果一致,但计算量减少为耦合通道方法计算量的10-6倍。构建一种不含三体参数的计算全同玻色原子体系三体束缚态能量和三体复合率的简单理论模型。我们利用该模型研究了范德瓦尔斯有限程效应对三原子量子散射的影响。使用该模型计算的结果和使用精确的超球坐标理论计算的结果以及实验观测数据吻合,但大大降低了计算量。推导了高阶可分离势的数值计算公式,用于简化两体李普曼-施温格方程和三体Faddeev方程,给出待解数值方程。我们分析了待解方程的数值稳定性和方便性,以三个全同4He原子为例计算了两体束缚态能量、两体散射矩阵、两体t-矩阵、三体束缚态能量、原子-二聚物散射长度和三体复合率。当可分离势的阶数大于3时,计算结果快速收敛。提出用于研究超冷磁调控碱金属原子-二聚物碰撞反应的多通道有限程三体散射理论模型。以6Li-6Li2体系为例,我们使用该模型进行了数值计算,发现两体p-波相互作用对原子-二聚物的碰撞反应有重要影响;发现原子-二聚物碰撞反应中存在一种新的普适性—深束缚态二聚物产物的普适性。对于6Li-6Li2碰撞反应,深束缚态二聚物产物的普适性在磁场强度B620 G区域比其在B620 G区域更明显。提出用于制备基电子态基振转态(目标态)NaH分子的pump-dump光缔合控制方案。选取激发电子态振转态|10,1为中间态,Na和H原子通过该中间态被缔合为目标态NaH分子。我们计算给出的光缔合几率为0.623。我们讨论了电场幅值、中心频率、持续时间和延迟时间等激光场参数对光缔合过程的影响。
【图文】：

相移,子数,公式,参考势

大连理工大学博士学位论文逦逡逑中是相对动量。逡逑在公式（３．１５）中，开通道的长程相互作用是由ＡＳＭＣ、也、０。和石四个与能量有关的逡逑参数所描述的。当碰撞过程满足零能极限时，可使用公式（３．１６）计算散射相移心公逡逑（３．１６）不需要复杂的数值计算即可给出散射相移＾随磁场和能量￡的变化关系。根逡逑公式（３．３）可知，若参考势的阈值量子数从《；ｆ（Ｆ）变为《ｔｆ（Ｌ）邋＝邋ｎｇｆ（Ｆ）邋＋邋６ｔｈ／；ｒ，那么逡逑子亏损相移将从母＼Ｆ）变为＜５ｆ（Ｌ）邋＝邋５ｆ（Ｆ）－ｄｌｈ，，于是通过T｝得到的等效量子亏逡逑相移＜将变为６ｆ（Ｌ）邋＝邋＜５ｆ（Ｆ）－如，等效的阈值量子数＜（Ｌ）邋＝邋／＾（Ｌ）邋＋邋＜５ｆ（Ｌ）／；ｒ邋＝逡逑（Ｆ）邋＋逦（Ｆ）／；ｒ邋＝邋？ｆ（Ｆ）保持不变。我们的理论模型很直观地解释了物理可观测量不考势的选择而改变的事实。逡逑１．２结果与讨论逡逑■￣■■

曲线,动量,磁场,体系

逑为了验证公式（３．３）的正确性，我们首先利用它计算量子亏损矩阵和量子亏损相移，逡逑并和现有理论方法［１３９］的计算结果比较。图３．１０）和３．１（（：）分别表示尸和沪随１（＾１（）０１＾／0＇）逡逑的变化曲线。可以看出公式（３．３）给出了与现有方法［１％相同的计算结果。图３．１（ｂ）和逡逑图３．１（ｄ）分别表示＆和随Ａ丨ｆ的变化曲线。Ａｆ邋＝邋＜ｆ－Ｌ＜ｆ」，其中Ｌ／Ｊ；ｆ」表示的整逡逑数部分。从图３．１（ｂ）可以看出，当Ａｆ邋５邋０．８９时，使用（３．３）式计算的＆与文献Ｉ１３？的计逡逑算结果相同。从图３．１（ｄ）可以看出，当Ａｆ邋５邋０．８２时，我们与文献Ｉ１３％求得的＆相同。逡逑对于其它的Ａｆ值，我们与文献１１３？求得的＜ｆＹ及＆都相差ｔｔ。图３．１（ｂ）中在Ａｆ邋＝邋０．８９处逡逑和图３．１（ｄ）中在Ａ［ｆ＝邋０．８２处存在两个不连续点，在这两点处＆和＜５ｌＹ分别对应发散逡逑的ｒ和Ｆ１。ＭＱＤＴ需要合理地选择参考势来忯避这样的不连续点，而我们的模型不需要逡逑对这些不连续点做任何处理。为了简单，在下面的计算中我们选择参考势的阈值量子逡逑数／＾ｆ邋＝邋０
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O562

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