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华东师大吴健教授团队揭示强激光里德堡态激发的普适机制

本文摘要:最近,华东师范大学仪器光谱科学和技术国家重点实验室吴健教授团队在超快暴光引导里德堡的态度唤起了研究领域的最重要进展。该团队利用飞秒强激光和分子的相互作用产生了里德堡的原子,融合了电子核相关能谱技术,说明了多光子共振是强激光引导里德堡形态产生的普遍机制。研究结果公开发表于最近的自然通信。 图:仪器光谱科学和技术国家重点实验室吴健教授(右)和博士研究生张文斌(左)柳暗花明:2年的重复试验探索最终突破研究团队成员说明,该研究成果从最初的实验数据中获得最后的文章公开发表约2年。

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最近,华东师范大学仪器光谱科学和技术国家重点实验室吴健教授团队在超快暴光引导里德堡的态度唤起了研究领域的最重要进展。该团队利用飞秒强激光和分子的相互作用产生了里德堡的原子,融合了电子核相关能谱技术,说明了多光子共振是强激光引导里德堡形态产生的普遍机制。研究结果公开发表于最近的自然通信。

图:仪器光谱科学和技术国家重点实验室吴健教授(右)和博士研究生张文斌(左)柳暗花明:2年的重复试验探索最终突破研究团队成员说明,该研究成果从最初的实验数据中获得最后的文章公开发表约2年。2017年初,研究团队发现强大的激光场产生的中性里德堡原子和电荷粒子一样被检测器观测到。

但他们分析数据发现发现中性里德堡原子核能谱经常出现奇特的尖峰结构,这与之前研究人员明确提出的常规挫败隧道穿着图像的预测结果不同。此后很长一段时间,研究团队开展了多次辩论和分析,明确提出了新的物理说明,但迅速被自己驳回。但是,他们不是这样退出的,而是大幅度提高测量的精度和分辨率,测试不同物理条件下里德堡状态的唤起过程,希望能理解里德堡状态唤起背后的确切物理机制。

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经历了数不胜数的实验和讨论后,吴健教授队最后发现,考虑到电子与原子核的关联,所有的问题都解决了。低呼唤的中性里德堡状态原子的妄想从超速强力激光到下,原子和分子内的束缚电子从光场吸收光子能量再次发生电离。根据激光强度的不同,电子超速电离可以解读为多光子电离或量子隧道的穿着机制。近年来,研究人员发现,在强大的激光场,电子有一定的概率不被电离而被拘留在里德堡状态,构成了稳定的中性里德堡原子分子。

里德堡原子分子在仪器光谱和精密测量、量子非线性光学、非均衡量子多体动力学、量子计算与量子信息等交叉研究的最前沿有很多最重要的应用。作为发生里德堡原子分子的最重要手段之一,强激光引导里德堡的态度在中性原子加速、接近阈值谐波发生、电子光电子序列结构发生、多光子拉比变动等强场物理现象中有最重要的应用。经过大科学的探索,研究人员明确提出强激光引导里德堡状态引起的物理机制与原子分子电离机制类似,可以用多光子共振引起或挫折量子隧道穿着图像进行说明。但是,自强激光引导里德堡状态唤起现象被发现以来,强激光场产生里德堡原子分子的物理机制在多光子共振唤起机制和挫折隧道穿着机制之间仍然存在争议。

其主要原因是,在过去的研究中,里德堡原子分子在唤起过程中,电子与原子核的关联效果仍然被忽略。


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