Семинар по квантовой физике №51 — Джон Дойл

Джон Дойл Гарвардский университет Кембридж — Массачусетс — США Лазерное охлаждение многоатомных молекул Огромные научные возможности, предоставляемые ультрахолодными молекулами, способствовали быстрому прогрессу как в сборке двуатомных молекул из ультрахолодных атомов, так и в прямом охлаждении двуатомных и многоатомных молекул. Двуатомные частицы были захвачены магнитооптическим методом и охлаждены с субдоплеровской скоростью, а их столкновения изучались в нескольких экспериментальных системах, включая магнитные ловушки и объединенные оптические пинцеты. Пионерская работа, которая привела к прогрессу в прямом охлаждении, началась с замедления Штарка, охлаждения буферным газом и загрузки ловушек, источников пучка буферного газа, механического замедления и различных механизмов электромагнитного захвата и охлаждения. По мере развития области холодных и ультрахолодных молекул многоатомные молекулы привлекли новое внимание как потенциальные новые квантовые ресурсы, обладающие явными преимуществами (и проблемами) по сравнению как с атомами, так и с двуатомными молекулами. Например, все многоатомные молекулы обладают долгоживущими состояниями, возникающими в результате движения ядер с угловым моментом вокруг межатомной оси. Эти состояния демонстрируют линейные, дебаевские сдвиги Штарка при очень низких приложенных электрических полях и предлагают отчетливые структуры уровней со сдвигом Штарка, которые отсутствуют в двухатомных молекулах, охлаждаемых лазером. Эти и другие особенности многоатомных молекул могут быть использованы в квантовом моделировании, фундаментальных тестах симметрии, поисках темной материи и физике частиц за пределами Стандартной модели, потенциально в масштабе 1 ПэВ. Были выявлены общие классы многоатомных молекул, пригодных для лазерного охлаждения до ультрахолодного (~1 мкК) режима. Один из таких классов — это радикалы оксидов металлов (MOR), который включает линейные, симметричные и асимметричные частицы. В этом докладе я расскажу о некоторых прошлых экспериментах, которые привели нас к этому результату, а также о проблемах и научных возможностях лазерного охлаждения многоатомных молекул. Будут обсуждены результаты по SrOH, YbOH, CaOH и CaOCH3, а также предварительные работы по более сложным частицам.