尹俊豪 杨涛 印建平

(华东师范大学, 精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062)

冷分子是当下物理学的前沿领域和热点研究方向之一, 早在2004年就有科学家提出将CaH分子作为激光冷却与磁光囚禁的候选分子.本文首先用三种方法(莫尔斯势法、闭合近似法和RKR反演法)计算CaH分子的弗兰克-康登因子, 证实了CaH的 X 2Σ1/2 态和 A 2Π1/2 态之间具有高度对角化的弗兰克-康登因子矩阵.随后,采用有效哈密顿量的方法研究了基态 X 2Σ1/2 的超精细能级结构和 A2Π1/2(J=1/2,+)←X2Σ1/2(N=1,-)跃迁的超精细跃迁分支比, 并提出可同时覆盖超精细能级的边带调制方案.最后, 为探究CaH分子磁光囚禁的相关性质, 计算了 | X,N=1,-〉 态的塞曼效应和 J 混合下的朗德 g 因子.以上工作不仅证明了激光冷却和磁光囚禁CaH分子的可行性, 而且对天体物理学中的光谱分析、超冷分子碰撞以及探索基本对称性破缺等基础物理学的相关研究也具有一定的参考意义.

1 引 言

近三十年来, 激光冷却和俘获原子是物理科学的热点研究方向之一, 将原子系统冷却到超冷温度并控制其量子态的技术已经在物理科学领域取得了诸多进展, 包括冷原子钟[1-3]、量子简并气体[4-7]、基础物理精密测量[8-12]、微小力的传感器[13,14]以及量子模拟和计算的新平台[15,16]等.与原子相比, 分子的自由度更多, 这直接导致了其更复杂的内部能级结构.科学家们提出了许多设想,希望利用这种更丰富的分子能级结构, 对超冷原子的工作进行扩展并开辟通向全新研究……