論文の概要: Time-Resolved Rubidium-Assisted Electron Capture by Barium (II) Cation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.09580v1
- Date: Fri, 16 Jun 2023 01:55:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-19 15:30:24.393013
- Title: Time-Resolved Rubidium-Assisted Electron Capture by Barium (II) Cation
- Title（参考訳）: バリウム(II)カチオンによる時間分解ルビジウム支援電子捕獲
- Authors: Axel Molle, Jan Philipp Drennhaus, Vikt\'oria Noel, Nikola Kolev,
Oriol Vendrell and Annika Bande
- Abstract要約: 完全3次元原子系をシミュレートする電子力学モデルの最初の開発について述べる。
ルビジウム原子が近傍にあるため,環境支援型電子捕獲による超低温バリウム(II)の再結合について検討した。
シミュレーションは、希薄な原子間距離上での捕獲支援を実現するのに十分な頑健であることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Non-local energy transfer between bound electronic states close to the
ionisation threshold is employed for efficient state preparation in dilute atom
systems from technological foundations to quantum computing. The generalisation
to electronic transitions into and out of the continuum is lacking dynamical
quantum simulations necessary to motivate or interpret such experiments. Here,
we present the first development of a electron-dynamical model simulating fully
three-dimensional atomic systems for this purpose. We investigate the viability
of this model for the prototypical case of recombination of ultracold barium
(II) by environment-assisted electron capture thanks to a rubidium atom in its
vicinity. Both atomic sites are modelled as effective one-electron systems
using the Multi Configuration Time Dependent Hartree (MCTDH) algorithm and can
transfer energy by dipole-dipole interaction. We find that the simulations are
robust enough to realise assisted capture over a dilute interatomic distance
which we are able to quantify by comparing to simulations without interatomic
energy exchange. For our current parameters not yet optimised for reaction
likelihood, an environment-ionising assisted capture has a probability of
$1.9\times10^{-5}~\%$ over the first $15~\mathrm{fs}$ of the simulation. The
environment-exciting assisted-capture path to $[\text{Ba}^{+*}\text{Rb}^{*}]$
appears as a stable long-lived intermediate state with a probability of
$8.2\times10^{-4}~\%$ for at least $20~\mathrm{fs}$ after the capture has been
completed. As well as predicting the optimised parameters, this model has the
potential to accommodate the conditions present in experimental systems as
closely as possible. We believe that the presented setup is suitable to
experimentally realise environment-assisted electron capture with current
existing technologies.
- Abstract（参考訳）: イオン化しきい値に近い有界電子状態間の非局所エネルギー移動は、技術基盤から量子コンピューティングへの希薄原子系の効率的な状態準備に使用される。
連続体への電子遷移の一般化は、そのような実験の動機付けや解釈に必要な動的量子シミュレーションを欠いている。
本稿では、この目的のために、完全3次元原子系をシミュレートする電子力学モデルの最初の開発について述べる。
ルビジウム原子が近傍にあるため, 環境支援電子捕獲による超低温バリウム(II)の再結合における本モデルの有効性について検討した。
どちらの原子サイトもMulti Configuration Time Dependent Hartree (MCTDH) アルゴリズムを用いて効果的な1電子系としてモデル化され、双極子-双極子相互作用によってエネルギーを伝達することができる。
シミュレーションは原子間エネルギー交換を伴わないシミュレーションと比較することで定量化できる希薄な原子間距離上での捕捉を実現するのに十分頑健であることがわかった。
反応の確率に最適化されていない現在のパラメータについて、環境イオン化支援キャプチャは、シミュレーションの最初の15〜\mathrm{fs}$よりも1.9\times10^{-5}~\%$の確率を持つ。
環境抽出補助取得パス$[\text{ba}^{+*}\text{rb}^{*}]$は、捕獲が完了した後に少なくとも20〜\mathrm{fs}$の確率8.2\times10^{-4}~\%$の安定な長寿命中間状態として現れる。
最適化パラメータの予測に加えて、このモデルは実験システムに存在する条件を可能な限り密接に満たす可能性を秘めている。
提案装置は環境支援型電子捕獲を既存の技術で実験的に実現するのに適していると考えられる。
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