【摘 要】
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由于冷分子或超冷分子在基本物理问题的研究、基本物理常数的精密测量、高分辨激光光谱学、冷化学反应和冷分子碰撞、分子物质波的干涉计量、量子计算与量子信息处理等方面有
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由于冷分子或超冷分子在基本物理问题的研究、基本物理常数的精密测量、高分辨激光光谱学、冷化学反应和冷分子碰撞、分子物质波的干涉计量、量子计算与量子信息处理等方面有着重要的应用,故冷分子的产生及其应用研究得到了快速的发展。到目前为止,产生冷分子主要有两条途径：第一条途径是从激光冷却的原子出发,采用光子缔合光谱技术和Feshbach共振技术使冷原子合成为冷分子；第二条途径是将热的化学稳定分子采用不同的减速或冷却技术使之成为冷分子,这些技术包括缓冲气体冷却、交变电场Stark减速、能量低通滤波术,本文首先简单介绍了中性分子冷却与囚禁的基本原理、实验结果及其最新进展；然后就中性CH自由基分子的Stark减速和静电场的测量进行了理论研究；最后就本文的研究工作进行了简单总结与展望。
本文首先提出了CH自由基分子Stark减速的实验方案,利用119个减速电极可以将CH分子的速度减至24m/s,减速后分子波包的速度半高宽度为4.2m/s,相应的平动温度为27mK,减速波包所包含的分子数目约为起始分子总数目的1％。我们首先计算了CH分子在外电场中的Stark能级分裂以及转动态分子的布居数,然后对CH分子在不同实验条件下的Stark减速情况进行了Monte-Carlo模拟,通过参数的优化,得出了最佳的减速效果。我们还从三个方面分析了该分子Stark减速方案的可行性,优化了减速结果,并对分子减速的动力学过程进行了蒙特卡罗模拟,得到了一些重要的模拟结果,可为进一步的实验研究提供可靠的理论依据。
本文又提出了采用中性分子的Stark效应测量静电场的新方案。类似地,利用数值计算方法分析了NO分子在外电场中的Stark分裂以及分子在室温下的布居数,研究了电场测量值与该方案几何参数间的关系,讨论了影响电场测量的主要因素以及减小误差的一些努力方向。接着,讨论了这一静电场测量方案在实际的生产、生活、科研当中的潜在应用。
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