Quantum control of trapped polyatomic molecules for eEDM searches
Quantum control of trapped polyatomic molecules for eEDM searches
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用于 eEDM 搜索的捕获多原子分子的量子控制
DOI：
10.1126/science.adg8155
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
56.9
通讯作者：
Hutzler, Nicholas R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Anderegg, Loïc;Vilas, Nathaniel B.;Hallas, Christian;Robichaud, Paige;Jadbabaie, Arian;Doyle, John M.;Hutzler, Nicholas R.
超冷多原子分子是量子科学实验和标准模型之外的物理学精确搜索的有希望的候选者。一个关键要求是能够实现对分子内部结构的完全量子控制。在这项工作中，我们建立了单量子态的相干控制的氢氧化钙（CaOH），并展示了一种方法，用于搜索的电子电偶极矩（eEDM）。光学捕获，超冷CaOH分子制备在一个单一的量子态，在电场中极化，并相干转移到eEDM敏感的状态，其中进行电子自旋进动测量。为了延长相干时间，我们使用了具有可调谐的近零磁场灵敏度的eEDM敏感状态。我们的研究结果建立了一个路径eEDM搜索与被困的多原子分子。
Ultracold polyatomic molecules are promising candidates for experiments in quantum science and precision searches for physics beyond the Standard Model. A key requirement is the ability to achieve full quantum control over the internal structure of the molecules. In this work, we established coherent control of individual quantum states in calcium monohydroxide (CaOH) and demonstrated a method for searching for the electron electric dipole moment (eEDM). Optically trapped, ultracold CaOH molecules were prepared in a single quantum state, polarized in an electric field, and coherently transferred into an eEDM-sensitive state where an electron spin precession measurement was performed. To extend the coherence time, we used eEDM-sensitive states with tunable, near-zero magnetic field sensitivity. Our results establish a path for eEDM searches with trapped polyatomic molecules.
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