87 Rb冷里德堡气体自发演化超冷等离子体研究

发布时间：2021-07-14 10:28

　　强耦合等离子体是一种极端条件下的等离子体,例如:木星核、白矮星、高能量密度物质等,其带电粒子间的库仑相互作用远远大于自身的热动能,因此库仑势能主导等离子体的演化。强耦合等离子体一般表现为高温高密,其演化时间短、空间尺寸小,实验上制备困难。随着激光冷却技术的发展,通过光电离磁光阱中冷原子可以产生一种新的强耦合等离子体——超冷等离子体,克服了实验室研究高温高密强耦合等离子体的困难,是研究强耦合体系的理想平台。本文主要研究冷里德堡原子及其自发演化超冷等离子体动力学,首先测量了冷里德堡原子向超冷等离子体演化的自电离电子谱,随后通过测量等离子体中的电子讨论了9)P态原子演化过程中起主导作用的自电离机制,重点分析了初始热电子与低9)P里德堡原子的非弹性9)-changing碰撞,最后提出并测试了利用速度成像测量超冷等离子体温度的新方法。首先,通过探测冷里德堡原子自发演化产生的电子,测量了⁸⁷Rb原子9)S_1/2（9）=50-80)、9)P_1/2（9）=16-23)、9)P_3/2（9）=16-98)和9)D

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省

【文章页数】：104 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

等离子体相图

7电子。曲线从上到下，对应着激光能量的逐渐增加，离子数增加，超过阈值时，即可形成超冷等离子体。图1.2右图是产生库仑势阱的离子数和其中束缚的电子数的函数关系，四条曲线分别代表不同的初始电子温度。由图可见产生超冷等离子体的离子数阈值行为很明显，初始电子温度越高，对应的离子数阈值越高。图1.2 左图[5]：四种不同的电离激光脉冲能量下，MCP上探测到的电子信号，右边的纵轴给出了引出电场的幅度；右图[5]：不同的初始电子温度条件下，离子数与束缚电子数的函数关系1.2.2 高密度冷里德堡原子自发演化2000年，Gallagher[12]小组研究发现超冷等离子体也可以通过冷里德堡原子云自发演化形成。他们首先利用磁光阱产生冷Rb(Cs)原子云，再利用低于电离能的脉冲染料激光器激发原子形成高里德堡态原子

对于具有低轨道角动量的里德堡原子，理论预言冷里德堡分子波函数具有三重态对称性，实验上观察到了这些冷里德堡分子，并且测到其寿命大约为20 μs。如图1.5(a)所示，这些分子具有很奇特的形状，因此通常被称为“butterflymolecules”[35]。对于具有高角动量准简并能态的里德堡原子，里德堡电子和核电子的相互作用使得里德堡态的能级发生移动，产生更多的束缚态，而这种冷里德堡分子通常被形象的称为“trilobite molecules”(如图1.5(b)所示)[36]。图1.5 “butterfly molecules”和“trilobite molecules”的径向电子几率密度(a) p-wave散射态里德堡分子[35]：由一个 =30的Rb原子和一个近邻的基态Rb原子组成，基态原子分布类似于蝴蝶（butterfly）翅膀的形状；(b)Rb(30d)+Rb(5s)里德堡分子[36]，处于

【参考文献】：
硕士论文
[1]磁光阱中超冷等离子体的产生与验证研究[D]. 程晓伟.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2015
[2]超冷里德伯原子场电离光谱及其向等离子体的演化[D]. 李安玲.山西大学 2008



本文编号：3283962