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A Cryogenic Buffer-Gas Cooled Beam of Barium Monohydride for Laser Slowing, Cooling, and Trapping

机译：用于激光减速，冷却和捕集的单氢化钡低温缓冲气体冷却束

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摘要

Ultracold molecules promise a revolutionary test bed for quantum science with applications ranging from experiments that probe the nature of our universe, to hosting new platforms for quantum computing. Cooling and trapping molecules in the ultracold regime is the first step to unlocking the wide array of proposed applications, and developing these techniques to control molecules is a key but challenging research field. In this thesis, we describe progress towards a new apparatus designed to cool and trap barium monohydride (BaH), a molecule that is amenable to laser cooling and has prospects as a precursor for ultracold atomic hydrogen. The same complexity that makes molecules interesting objects of study creates challenges for optical control. To mitigate some of these challenges, we first cool the molecules using cryogenic techniques and technologies. Our apparatus uses a cryogenic buffer gas to thermalize BaH within a contained cell. The molecules are extracted into a beam with millikelvin transverse temperature, and forward velocities < 100 m/s. The BaH beam in this work is the brightest hydride beam to date, with molecule density and kinetic characteristics well suited for laser cooling and trapping.
机译：超冷分子有望为量子科学带来革命性的测试平台，其应用范围从探测宇宙本质的实验到托管用于量子计算的新平台。在超冷状态下冷却和捕获分子是解锁广泛建议应用的第一步，开发这些技术来控制分子是关键但具有挑战性的研究领域。在本文中，我们描述了一种旨在冷却和捕获一氢化钡（BaH）的新装置的进展，该装置可进行激光冷却，并有望作为超冷原子氢的前体。使分子成为有趣的研究对象的复杂性也给光学控制带来了挑战。为了缓解其中一些挑战，我们首先使用低温技术将分子冷却。我们的设备使用低温缓冲气体来热化所含电池中的BaH。分子被提取到横向温度为Millikelvin且前向速度<100 m / s的光束中。这项工作中的BaH光束是迄今为止最亮的氢化物光束，其分子密度和动力学特性非常适合激光冷却和俘获。

著录项

  • 作者

    Iwata, Geoffrey Zerbinatti.;

  • 作者单位

    Columbia University.;

  • 授予单位 Columbia University.;
  • 学科 Atomic physics.;Molecular physics.;Physics.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2018
  • 页码 261 p.
  • 总页数 261
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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