به دام اندازی میکروموج مولکول های سرد NH3

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، 51113-14399، تهران، ایران و دانشکده فیزیک و نجوم، دانشگاه بریتیش کلمبیا، ونکوور، بریتیش کلمبیا، کانادا

2 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، 51113-14399، تهران، ایران

3 دانشکده فیزیک و نجوم، دانشگاه بریتیش کلمبیا، ونکوور، بریتیش کلمبیا، کانادا

چکیده
در این تحقیق تجربی، مهار حرکت انتقالی باریکة فراصوتِ مولکول‌های قطبی آمونیاک (3NH) در تراز پایة چرخشی 0= Jگونه‌های para با استفاده از میدان میکروموج نشان داده می‌شود. باریکة سرد مولکول‌های آمونیاک، مخلوط با گاز آرگون، وارد تشدیدگر ابررسانای فابری-پرو می‌شود که در آن موج ایستادة مد عرضی02TEM میدان 2میکروموج، نزدیک به فرکانس گذار مولکولی و در طول موج GHz 7/23 تولید شده است. گاز مخلوط به‌دام‌افتاده در مرکز محفظة خلأ تا دمای mK 3/2 سرد شده و سپس با خط1-cm 16101 لیزر رنگی رودامین، به روش یونش چندفوتونیِ تقویت‌شدة نوسانی، یونیده می‌شود و طیف تابشی آن در دو حالت میدان میکروموج خاموش و روشن ثبت می‌گردد. تغییر اندازه‌حرکت زاویه‌ای مولکول قطبی آمونیاک، بدون اعمال انرژی مورد نیاز برای این تغییر، نشان‌دهندة اثر کوانتومی تونل‌زنی ناشی از جابه‌جایی اشتارک است. مقالة حاضر نخستین گزارش از نتایج تجربی این تحقیق دردانشگاه بریتیش کلمبیا است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Microwave trapping of cold NH3 molecules

نویسندگان English

FatemehSadat TahsildaranFard 1
Amirhosein Farahbod 2
Taka Momose 3
1 Research School of Plasma Physics and Nuclear Fusion, Research Institute of Nuclear Sciences and Technologies, AEOI, Tehran, Iran and Department of Physics and Astronomy, The University of British Columbia, Vancouver, BC, Canada
2 . Research School of Plasma Physics and Nuclear Fusion, Research Institute of Nuclear Sciences and Technologies, AEOI, Tehran, Iran.
3 Department of Physics and Astronomy, The University of British Columbia, Vancouver, BC, Canada
چکیده English

In this experimental study, the trapping of the translational motion of a supersonic beam of polar ammonia (NH₃) molecules in the rotational ground state (J = 0) of the para species using a microwave field is demonstrated. A cold beam of ammonia molecules seeded in argon gas passes through a superconducting Fabry–Perot resonator, where a standing-wave microwave field in the TEM₀₂ transverse mode is generated near the molecular transition frequency of 23.7 GHz. The mixed gas trapped at the center of the vacuum chamber is cooled to a temperature of 2.3 mK and ionized using the Resonance-Enhanced Multiphoton Ionization (REMPI) technique with the 16101 cm⁻¹ line of a Rhodamine dye laser. The emission spectrum is then recorded with the microwave field switched on and off. The change in the angular momentum of the polar ammonia molecule without the required excitation energy being supplied indicates a quantum tunneling effect induced by the Stark shift. This article presents the first report of the experimental results of this research conducted at the University of British Columbia.

کلیدواژه‌ها English

Microwave trapping
Superconducting cavity
Tunneling
Stark shift
Cold molecules
1.        R Krems, B Friedrich, and W C Stwalley, CRC Press (2009).
2.       H L Bethlem, G Berden, F M H Crompvoets, R T Jongma, A J A Van Roij, and G Meijer, Nature 406 (2000) 491.
3.       R. V Krems, Int. Rev. Phys. Chem. 24 (2005) 99.
4.       S. Jochim et al., Science 302 (2003) 2101.
5.       T. Köhler, K. Góral, and P. S. Julienne, Rev. Mod. Phys. 78 (2006) 1311.
6.       H. R. Thorsheim, J. Weiner, and P. S. Julienne, Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 2420.
7.       J. M. Doyle, B. Friedrich, J. Kim, and D. Patterson, Phys. Rev. A. 52 (1995) 2515.
8.       H. L. Bethlem, G. Berden, and G. Meijer, Phys. Rev. Lett. 83 (1999) 1558.
9.       F. S. Tahsildaran F et al., Phys. Chem. Chem. Phys. 23 (2021) 4094.
10.    Z. Sida, Diss. University of British Columbia (2014).
11.    K. Enomoto and T. Momose, Phys. Rev. A.  72 (2005) 61403.
12.    C. H. Townes and A. L. Schawlow, Microwave spectroscopy. Courier Corporation (2013).
13.    H. Odashima, S. Merz, K. Enomoto, M. Schnell, and G. Meijer, Phys. Rev. Lett. 104 (2010) 253001.
14.    D. P. Dunseith, S. Truppe, R. J. Hendricks, B. E. Sauer, E. A. Hinds, and M. R. Tarbutt, J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys 48 (2015) 45001.
15.    K. Enomoto et al., Appl. Phys. B. 109 (2012) 149.
16.    F. S. Tahsildaran F et al., J. Phys. B At. Mol. Phys. 54 (2021) 15101.
17.    O. Nourbakhsh, Diss. University of British Columbia (2015).
 

تحت نظارت وف بومی