論文の概要: Spectroscopy of Rubidium atoms in solid matrices of rare gases:
experimental results and theoretical analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.05276v3
- Date: Mon, 4 Jul 2022 14:59:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-31 20:48:04.008511
- Title: Spectroscopy of Rubidium atoms in solid matrices of rare gases:
experimental results and theoretical analysis
- Title（参考訳）: 希ガス固体マトリックス中のルビジウム原子の分光:実験結果と理論的解析
- Authors: Caterina Braggio, Roberto Calabrese, Giovanni Carugno, Giuseppe
Fiscelli, Marco Guarise, Alen Khanbekyan, Antonio Noto, Roberto Passante,
Lucia Rizzuto, Giuseppe Ruoso, Luca Tomassetti
- Abstract要約: 低温における不活性ガスの固体マトリックス中の希薄アルカリ原子の分光に関する実験的および理論的研究を行った。
このシステムは、行列分離分光法(英語版)に関係しており、宇宙的軸索の検出法として提案されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present an experimental and theoretical investigation of the spectroscopy
of dilute alkali atoms in a solid matrix of inert gases at cryogenic
temperatures, specifically Rubidium atoms in a solid Argon or Neon matrix, and
related aspects of the interaction energies between the alkali atoms and the
atoms of the solid matrix. The system considered is relevant for matrix
isolation spectroscopy, and it is at the basis of a recently proposed detector
of cosmological axions, exploiting magnetic-type transitions between Zeeman
sublevels of alkali atoms in a magnetic field, tuned to the axion mass, assumed
in the meV range. Axions are one of the supposed constituents of the dark
matter (DM) of the Universe. This kind of spectroscopy could be also relevant
for the experimental search of new physics beyond the Standard Model, in
particular the search of violations of time-reversal or
parity-charge-conjugation (CP) symmetry. In order to efficiently resolve the
axion-induced transition in alkali-doped solid matrices, it is necessary to
reduce as much as possible the spectral linewidth of the electronic transitions
involved. The theoretical investigation presented in this paper aims to
estimate the order of magnitude of the inhomogeneous contribution to the
linewidth due to the alkali--matrix interactions (Coulomb/exchange and
dispersion), and to compare the theoretical results with our experimental
measurements of spectra of dilute Rubidium atoms in Argon and Neon solid
matrix. The comparison of the expected or measured spectral linewidths will be
important for selecting the most appropriate combination of alkali atoms and
matrix inert elements to be used in the proposed axion detection scheme. It is
finally suggested that dilute Lithium atoms diffused in a cold parahydrogen
solid matrix could be, overall, a good system upon which the proposed detector
could be based.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 低温における不活性ガスの固体マトリックス中の希薄アルカリ原子の分光, 特に固体アルゴンまたはネオンマトリックス中のルビジウム原子の分光と, アルカリ原子と固体マトリックスの原子との相互作用エネルギーの関連性について実験的および理論的研究を行った。
この系は行列分離分光法に関係があり、近年提案された宇宙軸索検出器の基礎であり、MeV領域に仮定した磁束に調整された磁場中のアルカリ原子のゼーマン準位間の磁気タイプ遷移を利用する。
アクシオン(英: Axions)は、宇宙のダークマター (DM) を構成すると考えられている成分の1つである。
この種の分光法は、標準モデルを超えた新しい物理学の実験的探索、特に時間反転あるいはパリティ電荷共役(CP)対称性の破れの探索にも有効である。
アルカリドープ固体行列における軸誘起遷移を効率的に解くためには、電子遷移のスペクトル線幅を可能な限り削減する必要がある。
本研究は,アルカリ-マトリックス間相互作用(クーロン/交換および分散)による線幅への不均一寄与の大きさを推定し,アルゴンおよびネオン固体マトリックス中の希薄ルビジウム原子のスペクトルを実験的に測定した結果と比較することを目的とした。
提案手法で使用するアルカリ原子とマトリックス不活性元素の最も適切な組み合わせを選択するには, 期待または測定されたスペクトル線幅の比較が重要である。
冷水パラ水素固体マトリックス中に拡散した希薄なリチウム原子は、全体としては、提案された検出器を基盤とする良い系であることが示唆された。
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