1 / 29

Спектроскопия HD + в слабых внешних полях

Спектроскопия HD + в слабых внешних полях. Д. Бакалов (ИЯИЯЭ-София) В.Коробов (БЛТФ-Дубна) S.Schiller (Univ. Duesseldorf). Прецизионная спектроскопия HD +. Экспериментальные цели группы из Дюссельдорфа: точность 10 -10 - для определения отношения масс электрона и протона

benedict-frost
Download Presentation

Спектроскопия HD + в слабых внешних полях

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Спектроскопия HD+в слабых внешних полях Д. Бакалов (ИЯИЯЭ-София) В.Коробов (БЛТФ-Дубна) S.Schiller (Univ. Duesseldorf)

  2. Прецизионнаяспектроскопия HD+ • Экспериментальные цели группы из Дюссельдорфа: точность 10-10- для определения отношения масс электрона и протона точность 10-16– для проверки “постоянства постоянных”

  3. Прецизионнаяспектроскопия HD+ • Теоретическая неопределенность не должна превосходить 10 kHz Для этого надо учесть: - Релятивистские и QED эффекты - Сверхтонькую структуру также как и Эффекты внешних (постоянных и пере- менных) электрических и магнитных полей

  4. Внешние поля • Магнитное поле земли (~0.5G) • Не полностью экранированные поля (?) Также как и: • Поля в ловушках • Поля в кулоновских кристаллах ~ 1kV/m • …

  5. Эффективный Гамильтониан Hhfs = E1(Sp.Se)+E2(Sd.Se)+E3(Sd.Sp)+ +E4(Sd.L)+E5(Sp.L)+E6(Se.L)+… E1~103 MHz, E2~102 MHz, E6~10 MHz,

  6. Сверхтонькая структура HD+ • Классификация: L: орбитальный м. V: колебательное кв.ч. F=Sp+Se S=F+Sd J=S+L (Jz)

  7. Эффективный Гамильтониан Hhfs = E1(Sp.Se)+E2(Sd.Se)+E3(Sd.Sp)+ +E4(Sd.L)+E5(Sp.L)+E6(Se.L)+… (без магнитного поля)

  8. Эффективный Гамильтониан Hhfs = E1(Sp.Se)+E2(Sd.Se)+E3(Sd.Sp)+ +E4(Sd.L)+E5(Sp.L)+E6(Se.L)+ E10(L.B)+E11(Sp.B)+E12(Sd.B)+E13(Se.B) E13~2.8 MHz/G, E11~5 kHz/G

  9. Зеемановскоерасщепление

  10. Зеемановскоесмещение ΔЕvLFSJJz(B) - ΔЕvLFSJJz(0) ~ [B<1G] ~ tvLFSJ ·Jz·B + (qvLFSJ + rvLFSJ ·Jz2 ) ·B2+ O(10-5), t: 200 – 1200 kHz/G, q: 2 – 100 kHz/G2, r: <10 kHz/G2

  11. Зеемановскоесмещение “Вытянутые” состояния: F=1, S=2, J= L+2, Jz=±J q=0, r=0, Строго линейная зависимость от B

  12. Зеемановскоесмещение

  13. Спектры E1-переходов

  14. HFS дипольного спектра

  15. Зеемановы уровнив (0,1)→(4,2)

  16. Наблюдаемые эффекты

  17. Наблюдаемые эффекты Зависимость от разрешения. Ниское разрешение >50 MHz: уширение Среднее разрешение:уширение и сдвиг

  18. Высокое разрешение • Зеемановы компоненты разрешимы • Ищем переходы, нечувствительные к B f(B)-f(0) = t.Jz.B+(q+r.Jz2).B2 1. Переход между вытянутыми уровнями: линейная зависимость от B 2. Взаимное сокращение сдвигов: Зееманов сдвиг меньше 40 Hz/G2

  19. 2γ-переходы: (00)→(20) Нет зависимости от направления В

  20. М1-переходы в состоянии (00)

  21. 2-γ и RF спектроскопия(L=0) νfi=ν0+(ΔEfhfs-ΔEihfs)/h, ν0– чувствительна к QED-эффектам ΔEhfs- функции E1,…,E9 ДляL=0 лишьE4иE5≠0: 3hf линии, 2 коеффициента переопределенная система экспериментальное определение ν0

  22. Эффективный Гамильтониан Hhfs = E1(Sp.Se)+E2(Sd.Se)+E3(Sd.Sp)+ +E4(Sd.L)+E5(Sp.L)+E6(Se.L)+ E10(L.B)+E11(Sp.B)+E12(Sd.B)+E13(Se.B) (без электрических полей)

  23. Эффективный Гамильтониан Hhfs = E1(Sp.Se)+E2(Sd.Se)+E3(Sd.Sp)+ +E4(Sd.L)+E5(Sp.L)+E6(Se.L)+ E10(L.B)+E11(Sp.B)+E12(Sd.B)+E13(Se.B)- -E.d + Q.q E~1kV/m, Q~100 MV/m2

  24. Штарковский сдвиг в HD+ • В отсутствии магнитного поля: Сходимость: v’=v, L’=L±1: ~99%; электронные возбуждания дают ~1% Moss et al, 2002, Koelemeij, 2011, Bakalov et al., 2011

  25. Штарковский сдвиг в HD+ ЧленE.d– во втором порядке Т.В. Членq.Q – в первом порядке Т.В. Результаты – в терминах статических поляризуемостейHD+. ΔE(d)vLFSJ,|Jz| = - E2/2 (αL cos2θ+ αT sin2θ)

  26. Штарковский сдвиг в HD+

  27. Штарковский сдвиг в HD+ • αL,T(Jz)= α’L,T(0)+ α”L,T.Jz2 • Величина αL,T(Jz) намного больше среднего по Jz • При полях порядка 1 kV/m, сдвигдо ΔE(d)vLFSJ,|Jz|~ 3 kHz

  28. Штарковский сдвиг в HD+ • Дипольные поляризуемости: нарастают сростом v убывают медленно с ростом L Typically 0.3-3x10-8 kHz/(V/m)2 and up to 10-6 kHz/(V/m)2 for v>6 • Квадрупольная поляризуемость: аналогичная зависимость от v и L Типично: напорядок меньший вклад

  29. Квадрупольный сдвиг уровней ΔE(q)vLFSJ,|Jz| =∑k Qk <1Jz,2k|1Jz>/ <10,20|10> q0 При градиентах поля 108V/m2 Квадрупольный сдвиг порядка ΔE(q)vLFSJ,|Jz| =~ 3 kHz

More Related