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Resonant coherent excitation of heavy ions by crystal field

晶体场对重离子的共振相干激发

基本信息

批准号：
16204030
负责人：
AZUMA Toshiyuki
金额：
$ 28.95万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16204030/
关键词：
atomic and molecular physics quantum electronics accelerator high energy beam radiation, x-ray, particle beam チャネリングコヒーレンス重イオン

项目摘要

Fast ions pissing through a single crystal feel periodically oscillating field.when they traverse atomic strings or atomic planes in the crystal, which is analogous to irradiation of virtual photon. When the energy of this oscillating field matches with the transition energy of the atom, the atom has a chance to be resonantly excited, which is called resonant coherent excitation (RCE).In the present experiments for RCE, we injected Ar or Fe ions of several 100 MeV/u accompanied with bound electrons in the ground state into a thin Si crystal. By employing a combination of a thin crystal of 1 m in thickness and high-energy, heavy ions, we suppressed ionization of the ion in the crystal and succeeded in observing RCE under the non-channeling conditions, where the ion s are excited by the array of specific atomic planes in the 3-dimensional crystal (3-dimensonal RCE: 3D-RCE).Utilizing 3)-RCE, we observed double resonance where two transitions take place simultaneously in the three level systems of lambda-type configuration of 11S, 21P and 21S of He-like Arm' ions. We found that the resonance profile splits into two separated peaks under the double resonance conditions. This characteristic feature results from the fact that the coupling field of 211) and 21S is intense enough to form the "dressed state". This situation is equivalent to the Autler-Townes doublet in quantum optics. In addition, through observation of the anisotropic emission yield of the de-excitation x-ray from the excited states by 3D-RCE, we could obtain the detailed information on the polarization of the oscillating filed.Thus, we conclude that we attained to get a unique and powerful tool for studying the coherent dynamics of the three-level system, which is equivalent to the irradiation both of a tunable X-ray and VUV lasers in synchronized operation.

快离子穿过单晶时，在穿过晶体中的原子弦或原子面时，会感受到周期性振荡的场，这类似于虚光子的照射。当振荡场的能量与原子的跃迁能量相匹配时，原子就有机会被共振激发，这就是共振相干激发（RCE）。通过采用1 m厚的薄晶体和高能重离子的组合，我们抑制了晶体中离子的电离，并成功地观察到了非沟道条件下的RCE，其中离子被三维晶体中特定原子平面的阵列激发（三维RCE：3D-RCE）。利用3）-RCE，我们在11 S的λ型组态三能级系统中观察到了同时发生两个跃迁的双共振，21 P和21 S的类He臂离子。我们发现在双共振条件下，共振轮廓分裂成两个分离的峰。这一特征是由于211）和21 S的耦合场强到足以形成“修饰态”。这种情况相当于量子光学中的Autler-Townes双峰。另外，通过3D-RCE对激发态退激X射线各向异性发射产额的观测，我们可以获得振荡场偏振的详细信息，从而为研究三能级系统的相干动力学提供了一个独特而有力的工具。其等效于同步操作中的可调谐X射线和VUV激光器两者的照射。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Resonant coherent excitation of 2s electron of Li-like Fe ions to the n=3 states

类锂铁离子2s电子共振相干激发至n=3态

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Nucl. Instrum. & Methods B230
影响因子：
0
作者：
亀田彰喜;他10名;Y.Nakai 他8名
通讯作者：
Y.Nakai 他8名

Anisotropic X-Ray Emission from Heliumlike Fe24+ Ions Aligned by Resonant Coherent Excitation with a Periodic Crystal Potential

类氦 Fe24 离子的各向异性 X 射线发射通过谐振相干激发与周期性晶体势对齐

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Phys. Rev. Lett. 97
影响因子：
0
作者：
T.Azuma;Y.Takabayashi;C.Kondo;T.Muranaka;K.Komaki;Y.Yamazaki;E.Takada;T.Murakami
通讯作者：
T.Murakami

X-ray yields from high-energy heavy ions channeled through a crystal : their crystal thickness and projectile dependence

穿过晶体的高能重离子产生的 X 射线产量：晶体厚度和射弹依赖性

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Nucl. Instrum. & Methods B230
影响因子：
0
作者：
Kuroiwa;T. et al.;C.Kondo 他8名
通讯作者：
C.Kondo 他8名

Three-Dimensional Resonant Coherent Excitation of Nonchanneling Ions in a Crystal

晶体中非沟道离子的三维共振相干激发

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Phys. Rev. Lett. 97
影响因子：
0
作者：
C.Kondo;S.Masugi;Y.Nakano;A.Hatakeyama;T.Azuma;K.Komaki;Y.Yamazaki;T.Murakami;E.Takada
通讯作者：
E.Takada

Trajectory dependent resonant coherent excitation of planar-channeled ions in a thin Si crystal

薄硅晶体中平面通道离子的轨迹相关共振相干激发

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Nucl. Instrum. and Methods B 256
影响因子：
0
作者：
C.Kondo;S.Masugi;T.Muranaka;A.Ishikawa;Y.Nakano;T.Azuma;A.Hatakeyama;K.Komaki;Y.Nakai;Y.Yamazaki;E.Takada;T.Murakami
通讯作者：
T.Murakami