論文の概要: Spin-orbit-dependent lifetimes of long-range Rydberg molecules

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.01871v1
• Date: Mon, 02 Feb 2026 09:44:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-03 19:28:34.050153
• Title: Spin-orbit-dependent lifetimes of long-range Rydberg molecules
• Title（参考訳）: 長距離Rydberg分子のスピン軌道依存寿命
• Authors: Michael Peper, Jakob Skrotzki, Martin Trautmann, Ajith Sanjai C. V. Sivakumar, Johannes Deiglmayr,
• Abstract要約: 長距離のリドバーグ分子は、高励起のリドバーグ電子が軌道内の基底状態原子から散乱する際に形成される。 セシウム二量体を402P3/2リドベルク状態と相関させて理論的,実験的に検討した。
• 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: Long-range Rydberg molecules (LRMs) form when a highly excited Rydberg electron scatters from ground-state atoms inside its orbit, creating oscillatory, long-range potentials. We present a combined theoretical and experimental study of caesium dimers correlated to 402P3/2 Rydberg states, with an emphasis on decay via autoionisation (associative ionisation). Our model includes a relativistic treatment of electron-atom scattering with spin-orbit coupling, the perturber's hyperfine structure, and coupling of vibrational levels to a continuum of short-range decay channels. Calculated potential-energy curves predict two families of wells: outer wells near the classical outer turning point supporting long-lived states, and inner wells at shorter range whose lifetimes are limited by tunneling and subsequent vibronic decay. Using photoassociation in an ultracold Cs gas and an analysis of pulsed-field-ionisation signals which are highly selective for the detection of molecules, we assign resonances by binding energy and measure lifetimes. The measured lifetimes of inner-well states increase systematically with increasing detuning and agree with calculated lifetimes; detection of Cs2+ product ions supports autoionisation as a dominant channel. We show that the lifetimes are strongly reduced by spin-orbit interactions in the transient Cs-collision complex, which lift the near-degeneracy in Omega observed for states in the outer well and control the inner-well binding. The identified states also provide promising pathways to create ultracold molecules in ion-pair states.
• Abstract（参考訳）: 長距離リドバーグ分子(Long-range Rydberg molecules、LRMs)は、高励起のリドバーグ電子がその軌道内の基底状態原子から散乱し、振動する長距離ポテンシャルを生成するときに形成される。 本稿では, セシウム二量体を402P3/2リドベルク状態と相関させ, 自己イオン化(アソシアティブイオン化)による崩壊に着目した理論的および実験的研究を行った。 我々のモデルは、スピン軌道結合による電子-原子散乱の相対論的処理、摂動子の超微細構造、振動レベルと短距離減衰チャネルの連続体とのカップリングを含む。 計算されたポテンシャルエネルギー曲線は、長寿命状態を支える古典的な外旋点付近の外側井戸と、トンネルやその後のビブロニック崩壊によって寿命が制限される短い範囲の内側井戸の2つの種類の井戸を予測する。 超低温Csガス中の光解離と、分子の検出に高い選択性を持つパルス電界電離信号の解析を用いて、結合エネルギーによる共鳴を割り当て、寿命を測定する。 内部井戸状態の測定寿命は、減調の増加とともに体系的に増加し、計算寿命と一致し、Cs2+生成イオンの検出は自己イオン化を支配的なチャネルとして支持する。 本研究は, 内部ウェル結合を制御し, 内部ウェル結合を制御したオメガの近接縮退性を高める一過性Cs衝突複合体におけるスピン軌道相互作用により, 寿命が強く低下することを示す。 同定された状態はまた、イオン対状態の超低温分子を作るための有望な経路を提供する。

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