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多光子共振激发诱导里德堡态的普适机制:天博体育网站登录


本文摘要:里德堡状态是指原子或分子中某个电子被唤起到高能轨道的状态。

里德堡状态是指原子或分子中某个电子被唤起到高能轨道的状态。科学家们发现里德堡状态的原子和分子具有磁场和冲击等外部的影响极其脆弱,容易与微波电磁辐射再次发生,因此在光学物理等领域的各种实验有关。最近,华东师范大学仪器光谱科学和技术国家重点实验室吴健教授团队在超快暴光引导里德堡状态唤起研究领域取得了最重要的进展。

他们利用飞秒强激光和分子的相互作用产生了里德堡的原子,融合了电子核相关能谱技术,说明了多光子共振是强激光引导里德堡形态产生的普遍机制。研究结果公开发表于最近的自然通信。低呼唤的中性里德堡状态原子的妄想从超速强力激光到下,原子和分子内的束缚电子从光场吸收光子能量再次发生电离。根据激光强度的不同,电子超速电离可以解读为多光子电离或量子隧道的穿着机制。

近年来,研究人员发现,在强大的激光场,电子有一定的概率不被电离而被拘留在里德堡状态,构成了稳定的中性里德堡原子分子。作为产生里德堡原子分子的最重要手段之一,强激光引导里德堡状态在中性原子加速、近门槛谐波产生、电子光电子序列结构产生、多光子拉比变动等强场物理现象中最重要的应用。经过大科学的探索,研究人员明确提出强激光引导里德堡状态引起的物理机制与原子分子电离机制类似,可以用多光子共振引起或挫折量子隧道穿着图像进行说明。

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团队成员告诉学技术日报记者说,2017年初,他们发现了强大的激光场发生的中性里德堡原子,可以像带电粒子一样观测到。但是,分析数据显示,中性里德堡原子核能谱经常出现奇特的尖峰结构,与之前研究明确提出的预测结果大不相同。在此之后的很长一段时间里,研究团队大大提高了测量的精度和分辨率,测试了不同物理条件下里德堡状态的唤起过程,期待能够理解里德堡状态唤起背后确实的普适物理机制。

经历了数不胜数的实验和讨论后,吴健教授队最后发现,考虑到电子与原子核的关联,所有的问题都解决了。电子-原子核相关效应激发新的地下通道基于此前发展的中性里德堡原子观测技术,吴健教授团队明确提出利用紫外飞秒强力激光脉冲与氢气分子相互作用,积极开展强力激光引导里德堡状态激发过程的实验探索。实验说明了多光子共振引起强激光引导里德堡状态的普遍机制。根据实验结果,里德堡状态的多光子共振引起时的核间隔比再次发生共振强化电离时的核间隔大。

另外,由于斯塔克偏移效果的影响,再次发生里德堡状态共振唤起部的核间距大小随激光强度的减少而变小。这种变化会影响电子与离解原子核的分配比,导致里德堡原子的能谱结构随着透射的变化。

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透射超过一定强度时,氢分子双电离地下通道和里德堡原子唤起地下通道的离解原子核能谱非常接近。这种现象指出,多光子共振唤醒机制作为强激光引导里德堡状态产生的普遍机制,在一定程度上可以很好地说明挫败隧道穿着电离理论的预测结果。该研究表明分子内电子核关联效应在里德堡原子产生过程中的重要性,大大加深了强激光引导里德堡的态度唤起了这一基本物理不道德的理解,为强场里德堡原子引起的相关性控制取得了新的方法和新的构想。


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