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首页> 外文期刊>Physical Review, A >Quantum state preparation of homonuclear molecular ions enabled via a cold buffer gas: An ab initio study for the H_2~+ and the D_2~+ case
【24h】

Quantum state preparation of homonuclear molecular ions enabled via a cold buffer gas: An ab initio study for the H_2~+ and the D_2~+ case

机译：通过冷缓冲气体的量子态制备均匀分子离子：H_2〜+和D_2〜+案例的AB初始研究

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Precision vibrational spectroscopy of the molecular hydrogen ions is of significant interest for determining fundamental constants, for searching for new forces, and for testing quantum electrodynamics calculations. Future experiments can profit from the ability of preparing molecular hydrogen ions at ultralow kinetic energy and in preselected internal states, with respect to vibration, rotation, and spin degrees of freedom. For the homonuclear ions (H_2~+, D_2~+), direct laser cooling of the rotational degree of freedom is not feasible. We show by quantum calculations that rotational cooling by cold He buffer gas is an effective approach. For this purpose we have computed the energy-dependent cross sections for rotationally elastic and inelastic collisions, h_2~+(v = 0,N) + He → h_2~+(v = 0,N') + He (where h = H, D), using ab initio coupled-channel calculations. We find that rotational cooling to the lowest rotational state is possiblewithin tens of seconds under experimentally realistic conditions. We furthermore describe possible protocols for the preparation of a single quantum state, where also the spin state is well defined.
机译：分子氢离子的精密振动光谱对于确定基本常数，用于寻找新力以及测试量子电动力学计算的重要感兴趣。未来的实验可以从超级动能和预选的内部状态制备分子氢离子的能力，相对于振动，旋转和自由度的自由度。对于同核离子（H_2〜+，D_2〜+），直接激光冷却自由度的旋转度是不可行的。我们展示量子计算，冷却冷却HE缓冲气体是一种有效的方法。为此目的，我们已经计算了用于旋转弹性和非弹性碰撞的能量依赖性横截面，H_2〜+（v = 0，n）+ HE→H_2〜+（v = 0，n'）+（其中H = H ，d）使用AB Initio耦合信道计算。我们发现，在实验现实条件下，可以在几十秒内旋转到最低旋转状态。我们进一步描述了用于制备单量子状态的可能方案，其中旋转状态很好地定义。

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