Pressure shifts in high-precision hydrogen spectroscopy: II. Impact approximation and Monte-Carlo simulations
Pressure shifts in high-precision hydrogen spectroscopy: II. Impact approximation and Monte-Carlo simulations
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高精度氢谱中的压力变化：II 冲击近似和蒙特卡罗模拟
DOI：
10.1088/1361-6455/ab08e1-1
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
U. D. Jentschura
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Matveev;N. Kolachevsky;C. M. Adhikari;U. D. Jentschura
我们研究了涉及激发态氢谱线的碰撞位移，其中范德华系数最近被证明在以原子单位表示时具有很大的数值。特别强调了Garching最近的氢气2S-4P实验（以及正在进行的2S-6P实验），但也提供了其他转变（例如涉及S态）的数值输入数据。我们表明，频率移可以在撞击近似中以足够的精度描述。与压力相关的效应分为两部分，(i)与光束内部原子的碰撞有关，（ii）与原子束中原子与残余背景气体的碰撞有关。后者既包含原子氢，也包含分子氢。考虑到实验装置的几何形状，通过蒙特卡罗模拟评估了光束内碰撞的主导效应。而在Garching实验中，碰撞位移在10 Hz数量级，可以忽略不计，但它可以决定性地取决于实验条件。我们提供的输入数据可用于描述当前和计划的实验兴趣的其他转换的影响。
We investigate collisional shifts of spectral lines involving excited hydrogenic states, where van der Waals coefficients have recently been shown to have large numerical values when expressed in atomic units. Particular emphasis is laid on the recent hydrogen 2S–4P experiment (and an ongoing 2S–6P experiment) in Garching, but numerical input data are provided for other transitions (eg involving S states), as well. We show that the frequency shifts can be described, to sufficient accuracy, in the impact approximation. The pressure related effects were separated into two parts,(i) related to collisions of atoms inside of the beam, and (ii) related to collisions of the atoms in the atomic beam with the residual background gas. The latter contains both atomic as well as molecular hydrogen. The dominant effect of intra-beam collisions is evaluated by a Monte-Carlo simulation, taking the geometry of the experimental apparatus into account. While, in the Garching experiment, the collisional shift is on the order of 10 Hz, and thus negligible, it can decisively depend on the experimental conditions. We present input data which can be used in order to describe the effect for other transitions of current and planned experimental interest.
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U. Jentschura;C. Adhikari
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10.1088/1361-6455/ab08cc-1
发表时间：
2019
期刊：
Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics
影响因子：
--
作者：
U. D. Jentschura;C. M. Adhikari;R. Dawes;A. Matveev;N. Kolachevsky
通讯作者：
N. Kolachevsky