亚声速NH3分子束静电Stark减速的理论研究?

摘要：

本文基于自行研制的第二代(180级)静电Stark减速器,展开了对NH3的有效减速与冷却的理论研究.首先,计算了NH3分子在|J =1, K =1?量子态的Stark分裂,研究了不同的同步相位角下,减速器中NH3分子的纵向相空间稳定区域；接着,采用Monte-Carlo方法研究了该分子在传统工作模式下的减速效果,并讨论了该减速模式下多个参数(包括每级损失动能、分子波包末速度和相对减速效率)与同步相位角的依赖关系,以及减速波包末速度与减速电压的关系,研究发现：采用传统的Stark减速模式,当减速电压为±13 kV、同步相位角?0=26.08?时,即可实现NH3从280 m/s到6.7 m/s的有效减速,对应平动动能减少了99.9%,其波包温度由1.34 K降至80 mK；最后,研究了先聚束后减速模式下NH3分子的减速效果,以及该减速模式下减速波包末速度与同步相位角的依赖关系,结果表明：当减速电压为±6.5 kV,采用前15级电极作为聚束电极,后165级作为减速电极时,可将NH3分子波包的中心速度由280 m/s减至20.7 m/s,平动动能减少了99.4%,温度由1.34 K降至1.6 mK,与传统减速模式相比,冷分子波包温度降低至1/50.由此可见,采用180级的传统Stark减速器完全可以实现具有较低Stark势能的NH3分子的有效减速与冷却,并获得温度约为1 mK的冷分子波包,为进一步的实验研究提供了可靠的理论依据。

关键词：冷分子、Stark减速、氨分子

分类号：V23;V21

资助基金：国家自然科学基金10674047,10804031,10904037,10974055,11034002,11274114;国家重点基础研究发展计划2006CB921604,2011CB921602;上海市基础重点项目07JC14017;上海市重点学科建设项目批准号:B408资助的课题.* Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .10674047,10804031,10904037,10974055,11034002,11274114;the National Basic Research Program of ChinaGrant .2006CB921604,2011CB921602;the Basic Key Program of Shanghai Municipality, ChinaGrant 07JC14017;the Shanghai Leading Academic Discipline Project, ChinaGrant B408

在线出版日期：2015-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：173701-1-173701-9