論文の概要: Exact Two-Body Solutions and Quantum Defect Theory of Polar Molecular
Gases with Van der Waals Potentials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.08694v2
- Date: Thu, 24 Feb 2022 08:15:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-25 12:49:07.104949
- Title: Exact Two-Body Solutions and Quantum Defect Theory of Polar Molecular
Gases with Van der Waals Potentials
- Title(参考訳): ファンデルワールスポテンシャルを持つ極性分子気体の励起二体溶液と量子欠陥理論
- Authors: Jianwen Jie, Ran Qi
- Abstract要約: 等方的ファンデルワールスポテンシャルを持つ2次元および3次元シュリンガー方程式に対する2次元正確な解を提供する。
次に量子欠陥理論を適用して、準2次元および3次元幾何学に閉じ込められた2つの超低温極性分子の散乱特性と有界状態を研究する。
- 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: In a recent experiment [Matsuda et al, Science 370, 1324 (2020)], a quasi
two-dimensional (2D), long-lived and strongly interacting diatomic polar
molecular gas was successfully prepared via controllable electric field
technique. Surprisingly, the effective repulsive and attractive Van der Waals
interactions of two molecules would emerge when scanning the strength of the
electric fields. Those results were also generalized to the three-dimensional
(3D) case in a later experiment [J. Li et al, Nature Physics 17, 1144 (2021)].
Motivated by these experiments, in this paper we provide the two-body exact
solutions for the 2D and 3D Schr\"{o}dinger equation with isotropic Van der
Waals potentials ($\pm1/r^{6}$). Furthermore, base on these exact solutions, we
build the analytical quantum defect theory (QDT) for quasi-2D and 3D
geometries, and then apply QDT to study the scattering properties and bound
states of two ultracold polar molecules confined in quasi-2D and 3D geometries.
Interestingly, we find that for the attractive (repulsive) Van der Waals
potential cases, the two-body short range potential can be approximated by an
square barrier with infinity height (square potential with finite depth) which
yields the wide (narrow) and dense (dilute) resonances of the quantum defect
parameter. For the quasi-2D attractive case, the scattering resonances of
different partial waves can orderly happen which is featured by the phase jumps
when varying the scattering energy. The analytical expansions in the low energy
limit shows a consistent agreement to the numerical results.
- Abstract(参考訳): 最近の実験(Matsuda et al, Science 370, 1324 (2020))では、準2次元(2次元)で長寿命で強い相互作用を持つ二原子極性分子ガスが制御可能な電場法により作製された。
驚くべきことに、2つの分子の効果的で魅力的なファンデルワールス相互作用は、電場の強度を走査する際に現れる。
これらの結果は、後の実験(J. Li et al, Nature Physics 17, 1144 (2021))で3次元(3D)の場合にも一般化された。
これらの実験によって動機付けられたこの論文では、2D と 3D Schr\"{o}dinger 方程式に対して、等方的ファンデルワールスポテンシャル (\pm1/r^{6}$) を持つ2次元の正確な解を与える。
さらに、これらの正確な解に基づいて、準2Dおよび3D測地の解析量子欠陥理論(QDT)を構築し、次いでQDTを適用して、準2Dおよび3D測地に閉じ込められた2つの超低温極性分子の散乱特性と有界状態を研究する。
興味深いことに、魅力的な(反発的な)ファン・デル・ワールスポテンシャルの場合、二体短距離ポテンシャルは、量子欠陥パラメータの幅(狭さ)と密度(希薄さ)の共鳴をもたらす無限高(有限深さ)の正方形障壁によって近似することができる。
準2次元の魅力的な場合、散乱エネルギーを変化させる際に位相ジャンプによって特徴付けられる異なる部分波の散乱共鳴が秩序的に起こる。
低エネルギー限界における解析展開は、数値結果と一貫した一致を示す。
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