分子激光冷却新途径: 利用局域空心光束对MgF进行强度梯度冷却
发布日期:2021-03-02   作者:秦梦瑶   浏览次数:292

超冷分子为物理常数的精密测量、冷化学冷碰撞以及量子模拟提供了重要的研究平台。但是分子的复杂内态使得激光冷却和囚禁后的分子无论从数目还是温度上都和超冷原子团有一定的差距。近年来,传统多普勒冷却后装载到 MOT 之后分子温度最低达到几个 μK,数目有 10〗^5个,然而较少的数目大大限制了冷分子的应用。

最近,印建平小组提出了一种新的冷却途径,超声分子束先经过Stark减速、静电阱的装载和磁阱的压缩,之后装载到蓝失谐的局域空心光场中,通过使用三维强度梯度诱导的 Sisyphus 冷却来制备超冷的 MgF分子。使用蒙特卡洛模拟方法模拟了势阱内的动态过程。研究了冷却效果与激光失谐量、激光强度以及光斑尺寸的关系。研究结果表明,在这样的势阱中,分子冷却之后可以达到亚多普勒温度。囚禁的初始温度为 1 mKMgF分子可以直接冷却至约 46.5μK 的最终平衡温度,远低于多普勒极限(MgF527.9μK);同时,初始温度为 14mK 的分子甚至可以冷却至约68.7μK。考虑到LHB的损失,捕获的 MgF分子的数量为~106-107,密度为~10101011cm-3,并且与红色或蓝色失谐的MOT相比,由于该势阱的体积更小且可调,因此在势阱中获得更高密度的超冷分子。研究成果发表在New Journal of Physics 22, 033003 (2020)

(a).最终的平衡动量和分子损耗与初始温度 T 的关系。


(b).当初始温度T = 14mK 时,均方根动量 P_rms和相应温度的时间演化