陶质量测量的前世今生

<正>按照现在的说法,陶(τ)轻子是在1974～1977年之间由美国科学家马丁·佩尔领导的实验组发现的。佩尔当时在斯坦福直线加速器中心(SLAC)工作,他一直坚信会有比缪(μ)轻子更重的轻子存在,并不遗余力地不断寻找,只是那时没人有信他。1974年发现了第一个e-μ事例,当时佩尔自己也将信将疑。     

钡原子6p3/2ns自电离里德伯态的研究

用激光多步激发技术研究了处于６ｐ１／２电离限以下的６ｐ３／２ｎｓ自电离态的光谱。并利用最 Ｒ矩阵的计算结果,结合多通道量子亏损理论进行了理论分析,理论结果与实验光谱相符合。     

不同原子的选择电离和测量产生腔场压缩的比较

研究了一个慢的二能级里德伯原子和一个快的三能级里德伯原子与腔场发生相互作用手腔场的压缩性质。结果表明,对快原子进行选择电离和测量,腔场不存在压缩;而对慢原子进行选择性电离和测量,腔场存在压缩,最大压缩处压缩参量可达２５％。     

原子的选择电离和测量对腔场压缩性质的影响

研究了里德伯原子与腔场发生相互作用后腔场的压缩性质.结果表明,对不同的原子进行选择电离和测量腔场的压缩性质不同.且最大压缩处压缩参量可达25%.     

不同原子的选择电离和测量产生腔场压缩的比较

研究了一个慢的二能级里德伯原子和一个快的三能级里德伯原子与腔场发生相互作用后腔场的压缩性质。结果表明, 对快原子进行选择电离和测量, 腔场不存在压缩; 而对慢原子进行选择性电离和测量, 腔场存在压缩, 最大压缩处压缩参量可达２５％ 。     

基于里德伯原子天线的低频电场波形测量

里德伯原子的高极化率可以实现电磁场的多维度参数测量.本文利用室温里德伯原子构建原子天线,基于原子天线将低频电场幅度信息转化为强度信息,从而实现低频电场的参数测量.实验采用双光子激发制备铯原子里德伯态,通过阶梯型电磁感应透明(electromagnetically induced transparency, EIT)光谱实现里德伯原子量子态的检测,基于内置电极技术在室温原子气室导入k Hz频段低频电场.电场中里德伯原子的Stark频移会在EIT过程导致双光子失谐,从而引起EIT光谱频移和强度变化.在弱电场条件下, EIT光谱频移可以忽略, EIT透射强度与输入低频电场强度近似为线性关系,基于该效应可以实现低频电场的波形、幅度、频率等参数测量.     

原子的超精细能级与光谱超精细结构

 原子是由原子核和核外电子构成的,原子核和核外电子都处在运动状态,具有能量.根据实验(例如光谱实验和夫兰克-赫兹实验等)和量子论研究表明,原子中电子(原子核也一样)的能量不是任意的,只能取一些不连续定值,即是量子化的.这些不连续的能量状态就是原子能级.     

超冷铯Rydberg原子寿命的测量

本文从实验上采用两步激发超冷基态原子获得超冷Rydberg原子,通过选择场电离的方法获得超冷Rydberg原子的离子信号.改变延迟时间测得Rydberg原子布居数随时间的变化关系,用两种方法拟合实验数据得到36D和34S态原子的有效寿命,与现有理论结果一致. 关键词： Rydberg原子 寿命 黑体辐射 场电离     

铕原子4f76p3/2nd自电离态的光谱

利用三步三色孤立实激发技术(ICE),系统地研究了铕原子4f76p3/2 nd自电离态的光谱,同时首次研究了激光偏振对复杂原子的光谱的影响.为了研究铕原子4f76p3/2 nd自电离态的光谱,首先设计并采用了不同的激发路径,分别将原子布居到同一高激发能域并探测它们在该能域的自电离光谱.通过比较这些光谱的异同并结合上述激发路径所对应的跃迁选择定则,便可唯一地确定这些高激发态的总角动量.为了研究激光偏振对铕原子的影响,设计并使用了两种偏振组合:三步激光都是垂直(πππ),三步激光都是平行(σσσ)(激光偏振方向相对于探测器垂直或平行).为了得到有偏振影响的光谱,分别使3部激光器处于同一偏振,依次对铕原子进行激发,激发路径与终态同上.通过对同一路径不同偏振下的光谱的比较,发现仅能确定极少数的高激发态的总角动量,同时在光谱中一些峰独立于另一偏振光谱存在.     

铕原子4f76pns系列自电离态的光谱和动力学过程

通过共振激发技术和速度影像法对铕原子4f⁷6pns（n=7,8）自电离态进行了系统性的研究。首先采用三步共振激发技术探测光谱,通过前两步固定波长的激光将铕原子激发到4f⁷6p²态上后扫描第三步激光的波长,使得三步激光的能量总和位于铕原子4f⁷6pns（n=7,8）自电离态能域附近,从而得到该自电离态的光谱;然后采用速度影像法对其动力学过程进行探测,经过数据分析得到铕原子4f⁷6pns（n=7,8）自电离态的衰变分支比和弹射电子的角分布。不仅从光谱中观察到了强烈的组态相互作用并且确定了部分能态的总角动量,从自电离弹射电子角分布中观察到铕原子4f⁷6pns（n=7,8）自电离态复杂的物理机制,还在该能域内观测到了粒子数反转。最后,本文还对孤立实激发技术在探测低n值自电离态光谱的适用性进行了讨论。     

双波长圆偏振光场中分子电离动力学的研究新进展

超短激光脉冲的出现为人们研究原子分子内电子的超快动力学过程提供了重要的技术手段。强激光诱导原子分子的光电离过程是光诱导物理过程的基石,也是目前强场物理领域的前沿热点之一。本文重点综述了双波长圆偏振光场中分子电离动力学的研究进展。首先,介绍了研究强场分子电离动力学的半经典模型,给出了电离电子波包的相位和振幅分布。然后,介绍了利用双波长圆偏振光场测量H2分子和CO分子的电离动力学的研究,发现电离电子的振幅结构以及隧穿后电子受到的长程库仑势都会影响电子的动力学过程。此外,电子波包的相位结构也会包含在光电子的发射角中,这个初始相位编码了电子吸收光子而电离过程中的时域信息。最后,对新型阿秒钟在分子光电离过程中的应用进行了总结,并展望了未来复杂分子体系的应用前景。     

用于原子能级结构研究的激光共振电离光谱系统

激光共振电离光谱技术是一种利用一路或多路激光将待测原子选择性共振激发与电离,通过测量离子信号来研究原子能级结构的光谱技术。研建了一套激光共振电离光谱装置,用于原子高激发态能级结构参数的测量。分别从该装置的总体结构、关键技术和应用实例等方面进行了详细介绍。该套装置主要包括高调谐精度的染料激光器系统、高效的激光离子源系统和高分辨率的飞行时间质量分析器。染料激光器系统包括3台多纵模可调谐染料激光器和1台单纵模可调谐染料激光器,均为脉冲工作方式,重复频率为10 kHz,泵浦源均为532 nm的Nd∶YAG固体激光器。激光离子源系统包括原子化源、激光与原子相互作用区和离子光学透镜组三部分组成,样品在原子化源中被电加热实现原子化,喷射出的原子被激光选择性激发、电离,产生的离子被离子传输透镜整形成能量分散小、束窄的离子束。飞行时间质量分析器采用了反射式结构设计、脉冲垂直推斥技术和偏转板调节技术。利用此装置,实验测定了U原子的自电离态光谱,获得了U原子一条较佳的三色三光子共振电离路径,对应激光的波长分别为591.7,565.0和632.4 nm。此系统还可用于测量同位素位移和原子超精细结构等参数。另外,由于此系统中联用了质量分析器,因此可用于样品多元素分析、痕量元素分析、同位素丰度分析。     

四波混频的原理及在高激发态中的应用

原子的高激发态一般包括无数个里德伯态和无数个自电离态.里德伯态指原子中的一个电子被激发到离原子核较远的轨道.处于里德伯态的原子对于磁场或碰撞等外界影响非常敏感,具有很高的反应能力,很容易与微波辐射发生作用.当前在原子分子、光学物理等领域人们所感兴趣的各种实验中常常涉及到里德伯态.     

强激光场原子隧道电离的研究新进展

光与物质的相互作用一直是科学的主旋律之一.随着超强超短激光技术的快速发展,如今人们可以研究单个原子的内部世界,并调控光与电子的相互作用,从而实现了对原子内电子的超快动力学过程的探索.强激光诱导的原子隧道电离是众多强场物理现象的基石,具有重要的研究意义,也是研究前沿的热点之一.综述了强场原子隧道电离的最新研究进展,基于隧...