論文の概要: Laser-induced forced evaporative cooling of molecular anions below 4
Kelvin
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.11264v1
- Date: Mon, 21 Nov 2022 08:53:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-17 23:34:09.506449
- Title: Laser-induced forced evaporative cooling of molecular anions below 4
Kelvin
- Title（参考訳）: 4ケルビン以下の分子陰イオンのレーザー誘起強制蒸発冷却
- Authors: Jonas Tauch, Saba Zia Hassan, Markus Noetzold, Eric S. Endres, Roland
Wester, and Matthias Weidemueller
- Abstract要約: アニオンの光剥離しきい値よりはるかに高い光子エネルギーを持つレーザービームによるアニオンの強制蒸発冷却を実証した。
これは、ほぼ強いクーロン結合状態に近づくイオンの相空間密度の3桁の増大に対応する。
この技術は、原則として、液体ヘリウム温度以下のアニオン種を冷却するために使用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The study of cold and controlled molecular ions is pivotal for fundamental
research in modern physics and chemistry. Investigations into cooling molecular
anions, in particular, have proven to be of key consequence for the production
of cold antihydrogen, the creation, and study of anionic Coulomb crystals as
well as in atmospheric research and astrochemistry. The commonly used anion
cooling technique via collisions with a buffer gas is limited by the
temperature of the used cryogenic cooling medium. Here, we demonstrate forced
evaporative cooling of anions via a laser beam with photon energies far above
the photodetachment threshold of the anion. We reach runaway evaporative
cooling of an anionic OH$^{-}$ ensemble from an initial temperature of 370(12)
K down to 2.2(8) K. This corresponds to three orders of magnitude increase in
the ions' phase space density approaching the near-strong Coulomb coupling
regime. A quantitative analysis of the experimental results, via a full
thermodynamic model including the role of intrinsic collisional heating,
represents the anion cooling dynamics without any fitting parameters. This
technique can be used to cool, in principle, any anionic species below liquid
helium temperature, providing a novel tool to push the frontiers of anion
cooling to much lower than the state-of-the-art temperature regimes.
- Abstract（参考訳）: 冷たく制御された分子イオンの研究は、現代物理学と化学の基礎研究の鍵となる。
特に冷却分子アニオンの研究は、冷たい反水素の生成、アニオン性クーロン結晶の生成と研究、および大気研究やアストロケミストリーにおいて重要な結果であることが証明されている。
バッファーガスとの衝突による一般的なアニオン冷却技術は、使用した低温冷却媒体の温度によって制限される。
ここでは,光子エネルギーが陰イオンの光脱離閾値よりはるかに高いレーザービームによる陰イオンの強制蒸発冷却を示す。
我々は初期温度370(12)kから2.2(8)kまでのアニオン性oh$^{-}$アンサンブルの蒸発冷却に到達した。
実験結果の定量的解析は, 固有衝突加熱の役割を含む全熱力学モデルを用いて行われ, 適合パラメータの無いアニオン冷却ダイナミクスを表わす。
この技術は、原則として、液体ヘリウム温度以下のアニオン種を冷却するために使用することができ、アニオン冷却のフロンティアを最先端の温度条件よりもはるかに低くする新しいツールを提供する。
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