論文の概要: Ultracold field-linked tetratomic molecules
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.00962v1
- Date: Thu, 1 Jun 2023 17:55:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-02 13:59:47.487093
- Title: Ultracold field-linked tetratomic molecules
- Title（参考訳）: 超低温場結合型テトラトミック分子
- Authors: Xing-Yan Chen, Shrestha Biswas, Sebastian Eppelt, Andreas Schindewolf,
Fulin Deng, Tao Shi, Su Yi, Timon A. Hilker, Immanuel Bloch, Xin-Yu Luo
- Abstract要約: マイクロ波被覆極性分子の縮退したフェルミガス中での電気解離により超低温多原子分子を作製する。
その結果,極小分子から超低温多原子分子を組み立てるための普遍的なツールが得られた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.083036917269332
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Ultracold polyatomic molecules offer intriguing new opportunities in cold
chemistry, precision measurements, and quantum information processing, thanks
to their rich internal structure. However, their increased complexity compared
to diatomic molecules presents a formidable challenge to employ conventional
cooling techniques. Here, we demonstrate a new approach to create ultracold
polyatomic molecules by electroassociation in a degenerate Fermi gas of
microwave-dressed polar molecules through a field-linked resonance. Starting
from ground state NaK molecules, we create around $1.1\times 10^3$ tetratomic
(NaK)$_2$ molecules, with a phase space density of $0.040(3)$ at a temperature
of $134(3)\,\text{nK}$, more than $3000$ times colder than previously realized
tetratomic molecules. We observe a maximum tetramer lifetime of
$8(2)\,\text{ms}$ in free space without a notable change in the presence of an
optical dipole trap, indicating these tetramers are collisionally stable. The
measured binding energy and lifetime agree well with parameter-free
calculations, which outlines pathways to further increase the lifetime of the
tetramers. Moreover, we directly image the dissociated tetramers through
microwave-field modulation to probe the anisotropy of their wave function in
momentum space. Our result demonstrates a universal tool for assembling
ultracold polyatomic molecules from smaller polar molecules, which is a crucial
step towards Bose--Einstein condensation (BEC) of polyatomic molecules and
towards a new crossover from a dipolar Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS)
superfluid to a BEC of tetramers. Additionally, the long-lived FL state
provides an ideal starting point for deterministic optical transfer to deeply
bound tetramer states.
- Abstract（参考訳）: 極低温多原子分子は、その豊富な内部構造のおかげで、低温化学、精密測定、量子情報処理に新たな機会をもたらす。
しかし、二原子分子と比較して複雑さが増すと、従来の冷却技術を使うのは非常に難しくなる。
そこで本研究では,マイクロ波結合型極性分子の縮退したフェルミ気体中での電結合により超低温多原子分子を創る新しい方法を示す。
基底状態NaK分子から始めて、約1.1\times 10^3$tetratomic (NaK)$_2$分子を生成し、相空間密度は134(3)\,\text{nK}$の温度で0.040(3)$であり、それまで実現されたテトラトミック分子よりも3000ドル以上低温である。
我々は、光双極子トラップの存在に顕著な変化はなく、自由空間における最大四量体寿命が8(2)\,\text{ms}$であり、これらの四量体は衝突的に安定であることを示す。
測定された結合エネルギーと寿命はパラメータフリーな計算とよく一致し、テトラマーの寿命をさらに増大させる経路を概説する。
さらに,マイクロ波変調による拡散四量体を直接撮像し,運動量空間における波動関数の異方性を調べる。
その結果,極小分子から超低温多原子分子を組み立てるための普遍的なツールが示され,これは多原子分子のボース-アインシュタイン凝縮(BEC)と双極性バルデエン-クーパー-シュリーファー(BCS)超流動からテトラマーのBECへの新たなクロスオーバーへの重要なステップである。
さらに、長寿命のFL状態は、深い四量体状態への決定論的光移動の出発点となる。
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