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Creating ultra-cold molecules by sympathetic cooling

通过交感冷却产生超冷分子

基本信息

批准号：
EP/F014937/1
负责人：
Peter Barker
金额：
$ 159.53万
依托单位：
University College London
依托单位国家：
英国
项目类别：
Research Grant
财政年份：
2008
资助国家：
英国
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=EP%2FF014937%2F1
关键词：
Creating ultra cold molecules sympathetic

项目摘要

Laser cooling has been of primary importance in the exploration of ultra-cold interactions between trapped atoms, for quantum atom optics, and for precision metrology through high-resolution spectroscopy. It has also provided a well-controlled testing ground for condensed matter physics, and more recently quantum information. Attention has now turned to molecules because of the quite different interactions that can occur between ultra-cold molecules. They are seen as ideal candidates in the search for CPT violation, for exploring ultra-cold chemistry, and for the creation of novel quantum fluids using dipolar molecules. Unfortunately, laser cooling, which has been so successful for many atomic species cannot be applied to molecules and thus new methods are required to reach this new regime in molecular and ultra-cold physics. This proposal aims address this problem by utilising the very general techniques of sympathetic and evaporative cooling to create ultra-cold molecules from cold stationary molecules that have been created by optical Stark deceleration. To undertake this work we will bring ultra-cold laser cooled xenon atoms into thermal contact with stationary cold molecules initially at temperatures in the 10 mK to 1 K range. We will use elastic collisions between the cold xenon atoms and the molecules co-trapped within an optical field to thermalise the mixture, bringing it to a common temperature below the 1 mK bottleneck that currently exists. Although in principle sympathetic and evaporative cooling are applicable to many molecular species, this project will explore the cooling of molecular hydrogen and benzene by collisions with ultra cold xenon, producing molecules in the 100 microkelivn temperature range and below. An important part of this programme will be the study, via experiment and theory, the atom-molecule collisions that are vitally important for sympathetic and evaporative cooling, as well as for the potential ultra-cold molecular chemistry that can be studied once the molecules are cooled into the microkelvin temperature regime. This research will utilise our optical Stark decelerator and will build a magneto-optical trap for producing ultra-cold xenon atoms. We will also build a deep optical trap that will be capable of holding atomic or molecular species for the long periods (seconds) required for thermalisation.

激光冷却在探索囚禁原子之间的超冷相互作用、量子原子光学以及通过高分辨率光谱学进行精确测量方面具有重要意义。它还为凝聚态物理和最近的量子信息提供了一个受控良好的试验场。现在，人们的注意力转向了分子，因为超冷分子之间可能会发生截然不同的相互作用。它们被认为是寻找CPT破坏、探索超冷化学和使用偶极分子创造新型量子流体的理想候选者。不幸的是，在许多原子物种中取得如此成功的激光冷却不能应用于分子，因此需要新的方法来达到分子和超冷物理中的这一新制度。这项提议旨在通过利用交感冷却和蒸发冷却的非常一般的技术来解决这个问题，从光学斯塔克减速产生的冷静止分子中产生超冷分子。为了进行这项工作，我们将使超冷激光冷却的氙原子与静止的冷分子进行热接触，最初的温度范围在10MK到1K之间。我们将利用冷氙气原子和共陷于光场中的分子之间的弹性碰撞来使混合物热态化，使其达到目前存在的1MK瓶颈以下的普通温度。虽然原则上交感冷却和蒸发冷却适用于许多分子物种，但这个项目将探索通过与超冷氙气碰撞来冷却分子氢和苯，产生温度在100微克利夫或更低的分子。该计划的一个重要部分将是通过实验和理论研究原子-分子碰撞，这些碰撞对交感冷却和蒸发冷却至关重要，以及一旦分子冷却到微开尔文温度区域就可以研究的潜在的超冷分子化学。这项研究将利用我们的光学斯塔克减速器，并将建立一个磁光陷阱来产生超冷的氙原子。我们还将建造一个深光学陷阱，它将能够容纳原子或分子物种长时间(秒)的热正化所需。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Trapping cold ground state argon atoms.

捕获冷基态氩原子。

DOI：
10.1103/physrevlett.113.183001
发表时间：
2014
期刊：
Physical review letters
影响因子：
8.6
作者：
Edmunds PD
通讯作者：
Edmunds PD

A deep optical cavity trap for atoms and molecules with rapid frequency and intensity modulation.

DOI：
10.1063/1.4817311
发表时间：
2013-08
期刊：
The Review of scientific instruments
影响因子：
0
作者：
PD Edmunds;Peter F. Barker
通讯作者：
PD Edmunds;Peter F. Barker

Coherent Brillouin scattering.

DOI：
10.1364/oe.19.024046
发表时间：
2011-11
期刊：
Optics express
影响因子：
3.8
作者：
A. Gerakis;M. Shneider;P. Barker
通讯作者：
A. Gerakis;M. Shneider;P. Barker

Sympathetic cooling by collisions with ultracold rare gas atoms, and recent progress in optical Stark deceleration.

通过与超冷稀有气体原子碰撞进行交感冷却，以及光学斯塔克减速的最新进展。

DOI：
10.1039/b819079h
发表时间：
2009
期刊：
Faraday discussions
影响因子：
3.4
作者：
Barker PF
通讯作者：
Barker PF

Single-shot coherent Rayleigh-Brillouin scattering using a chirped optical lattice.

使用啁啾光学晶格的单次相干瑞利-布里渊散射。

DOI：
10.1364/ol.38.004449
发表时间：
2013
期刊：
Optics letters
影响因子：
3.6
作者：
Gerakis A
通讯作者：
Gerakis A

DOI：
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作者：
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Peter Barker其他文献

Different Cytokine Patterns in emBMPR2/em-Mutation-Positive Patients and Patients With Pulmonary Arterial Hypertension Without Mutations and Their Influence on Survival

DOI：
10.1016/j.chest.2022.01.019
发表时间：
2022-06-01
期刊：
CHEST
影响因子：
8.600
作者：
Max Schwiening;Emilia M. Swietlik;Divya Pandya;Keith Burling;Peter Barker;Oliver Y. Feng;Carmen M. Treacy;Susana Abreu;S. John Wort;Joanna Pepke-Zaba;Stefan Graf;Stefan J. Marciniak;Nicholas W. Morrell;Elaine Soon
通讯作者：
Elaine Soon