缓冲气体冷却对CH3F转动态冷却的研究
发布日期:2017-01-19   作者:李本泰   浏览次数:363

具有温度约为1K的冷分子束不仅可用作激光减速与冷却、分子光学实验等的束源,而且还可应用于冷碰撞物理、冷化学物理和精密测量物理等领域。缓冲气体冷却作为一种获得低温分子束的技术手段,被广泛应用于冷分子相关实验中。实验室印建平教授研究小组利用静电斯塔克效应,在实验中通过四极静电导引杆对缓冲气体冷却后的极性分子 CH3F 进行操控,并通过调节 CH3F 样品分子和缓冲气体He 的流量,得到不同束流性质的 CH3F 冷分子束样品的过程。在通入样品分子束流量不变的情况下,通过逐渐增加缓冲气体流量,发现了经过四极静电导引杆导引后 CH3F 分子束信号强度先上升后下降的变化规律。提出了在高流量缓冲气体的条件下,导引信号强度随缓冲气体流量的增加而下降的理论模型,并解释了相关实验现象。对所创建理论模型进行了三维蒙特卡洛模拟,模拟结果与实验结果对照发现,该方法可以用于测量低温条件下极性分子的转动温度以及平动碰撞截面与平均转动碰撞截面之比,CH3F-He 的平动与转动碰撞截面之比γ=σt/σr=36.49±6.15。该结果发表在Phys. Rev. A 93, 063407 (2016) 上。该实验装置正在产生氟化镁分子束作为预冷的束源用于分子激光冷却实验,相关的研究工作发表在 Appl. Phys. Express 8, 092701 (2015) Phys. Rev. A 93, 013408 (2016)上。

      

                      图 (a)                                                                                                           (b)