原子分子谱中若干干涉花样研究

本项目拟在不考虑外加场影响的条件下，从实验和理论两个方面研究两个以上相干激发通道造成的原子分子谱中的若干干涉花样：实验上主要测量电子与原子分子碰撞在不同散射角度产生的能量损失谱、电离谱和离子解离谱等；理论上则利用相对论多通道理论计算，重构实验展示干涉花样，确定产生干涉花样的通道数目，强度等信息，并尽可能定量描述若干典型的干涉花样。理论计算和实验谱结合，可以深入了解所产生的干涉花样的条件，由此不仅可以标识谱峰及确定其能级位置，还为可量子调控以产生所需干涉花样提供有益信息。这对原子分子物理、量子信息等学科有较重要的学术意义和潜在的应用前景。

本项目从实验和理论两个方面在研究两个以上激发通道造成的原子分子谱中谱峰花样研究中取得进展。具体说：.(1)根据申请计划取得的成果：(a)基于电子碰撞实验，我们研究了氧分子的电离和解离与动量转移的关系。除了偶级允许的超激发态，我们首次观测到偶级禁戒的超激发态，并且测量了相应超激发态在不同动量转移时的解离通道；(b)理论上，从数学上，严谨推导出两个Fano型谱峰非相干叠加导致的对称的谱峰线宽小于探测激光线宽是可能的，并给出了相应的条件；同时利用多通道量子亏损理论，在五个层次计算了碱金属原子Li, Na, K, Rb, Cs和Fr的里德伯系列ns2S1/2,np2P1/2,3/2,nd2D3/2,5/2和nf2F5/2,7/2的能级结构。计算结果展示了电子关联效应的重要性。.(2)超出预期的成果：我们开展了基于磁光阱环境中的冷原子物理实验工作。我们不仅测量了87Rb原子激发态5 2P3/2在电离波长为473nm的绝对光电离截面，还测量在电离光存在时，磁光阱中87Rb的探测光谱，实验结果显示一些谱峰有两种以上成分构成，每个成分对原子书目的依赖关系不同。更重要的是，(a)我们测量电离后剩余原子的温度与电离光强的关系，发现影响冷原子温度的冷却和加热机制，揭示原子-离子的冷碰撞对原子的加热效应;(b)实验上观测到两能级缀饰理论不能解释的谱峰。我们提出一个直观的物理图象来解释，即由于多光子吸收引起的两原子能级级联分裂。我们做了若干验证性实验，实验结果支持我们的猜想。