王婷 蒋丽 王霞 董晨钟 武中文 蒋军

(西北师范大学物理与电子工程学院, 兰州 730070)

利用相对论模型势方法计算了Be+离子和Li 原子的波函数、能级和振子强度, 进一步得到了基态的电偶极极化率和超极化率, 并详细地分析了不同中间态对基态超极化率的贡献.对于Be+离子, 电偶极极化率和超极化率与已有的理论结果符合得非常好.对于Li 原子, 电偶极极化率与已有的理论结果符合得很好, 但是不同理论方法计算给出的超极化率差别非常大, 最大的差别超过了一个数量级.通过分析不同中间态对Li 原子基态超极化率的贡献, 解释了不同理论结果之间有较大差异的原因.

1 引 言

当原子处在静电场中时, 静态Stark 效应导致的能级移动可以表示为[1]

其中 Fz是静电场沿Z 轴的分量; α1为静态电偶极极化率; γ0为静态电偶极超极化率.电偶极极化率和超极化率都是描述原子或分子因感受到外电场的作用使电子云偏离正常分布程度的物理量.电偶极极化率在量子信息处理[2−5]、激光冷却[6,7]、原子钟[8,9]和洛伦兹不变性测试[10,11]等很多物理领域都有着十分重要的应用, 对极化率的研究一直是人们感兴趣的问题.随着激光囚禁和冷却技术的快速发展, 原子钟的精度已达到了10–17到10–19量级[12−15],原子的超极化率也需要精确确定.Brusch 等[16]、Barber 等[17]以及Westergaard 等[18]分别在实验上研究了超极化率对Sr, Yb 和Hg 原子钟精度的影响, 他们指出魔幻囚禁的Sr, Yb 和Hg 原子钟实验中, 超极化率可以产生10–17到10–18不确定度[19−21]; Brewer 等[14]在实……