Введение
1 Двухфотонная спектроскопия перехода 15-25 16
1.1 Двухфотонная спектроскопия атома водорода 17
1.1.1 Двухфотонное возбуждение перехода 15 - 25 . 17
1.1.2 Трёхфотонная ионизация 19
1.1.3 Статический эффект Штарка 19
1.1.4 Доплеровский эффект второго порядка и эффект отдачи 20
1.2 Лазерная система 21
1.2.1 Лазер на красителе 22
1.2.2 Резонатор из материала ULE 24
1.2.3 Стабилизация частоты лазера на красителе 29
1.2.4 Дрейф резонатора ULE 33
1.2.5 Спектральная ширина линии лазера 34
1.3 Водородный спектрометр 38
1.3.1 Регистрация спектров поглощения перехода 15-25 38
1.3.2 Разрешающая способность спектрометра 42
1.4 Основные результаты первой главы 46
2 EHFS(25) В атомах водорода и дейтерия 47
2.1 Сверхтонкая структура и Dz\ 47
2.1.1 Поправки к энергии сверхтонкого взаимодействия . 50
2.1.2 Величина Дп 54
2.1.3 Сверхтонкое расщепление и Di\ в водородоподобных атомах: эксперимент и теория 57
2.2 Измерение .Енрз^б1) в атоме водорода 60
2.2.1 Зеемановский спектр двухфотонного перехода 15-
25 в атоме водорода 61
2.2.2 Наблюдение расщепления в магнитном поле 63
2.2.3 Вакуумная часть эксперимента 64
2.2.4 Измерение спектров синглетного и триплетного переходов 66
2.2.5 Систематические эффекты 72
2.2.6 EftFS(2S) в атоме водорода: анализ результатов . 77
2.3 Измерение HFS(25) В атоме дейтерия 79
2.3.1 Эффект Зеемана в атоме дейтерия 79
2.3.2 Экспериментальная часть и результаты 80
2.3.3 Анализ результатов 87
2.4 >2і в водороде и дейтерии 88
2.5 Основные результаты второй главы 91
Измерение абсолютной частоты перехода 15 — 25 92
3.1 Измерение абсолютной частоты лазера на 486 нм 94
3.1.1 Фильтрация данных 95
3.1.2 Сравнение первичных стандартов частоты 97
3.1.3 Определение оси частот в измерениях 99
3.2 Анализ результатов измерения абсолютной частоты перехода IS-2S 101
3.2.1 Подгонка спектров с помощью модели формы линии 101
3.2.2 Экстраполяция динамического сдвига Штарка 104
3.2.3 Модифицированная модель формы линии и учет весовых коэффициентов 107
3.2.4 Сравнение методов обработки данных 109
3.2.5 Модельно-независимая обработка данных 110
3.3 Абсолютная частота перехода 15-25 в атоме водорода 112
3.3.1 Абсолютная частота перехода (15, F = 1, mF = ±1) — (25, F, = l,mF = mF) 112
3.3.2 Абсолютная частота центроида перехода 15-25 .113
3.3.3 Лэмбовский сдвиг и константа Ридберга 114
3.4 Ионизация метастабильного атома водорода излучением 243 нм 115
3.4.1 Уширение спектральных линий перехода 15-25 .115
3.4.2 Модель в присутствии трехфотонной ионизации .115
3.4.3 Моделирование возбуждения в пучке 118
3.4.4 Сравнение с экспериментальными значениями 119
3.5 Основные результаты третьей главы 122
Измерение абсолютной частоты в атоме водорода и ограничение на дрейф постоянной тонкой структуры 123
4.1 Сводка основных результатов по дрейфу постоянной тонкой структуры а из геологических и астрофизических данных 126
4.1.1 Реактор Окло 127
4.1.2 Астрофизические исследования 127
4.2 Лабораторные эксперименты микроволнового диапазона 131
4.2.1 Тонкая и сверхтонкая структура 132
4.2.2 Сводка экспериментальных результатов 135
4.3 Дрейф констант и оптические переходы 139
4.3.1 Релятивистские поправки 139
4.3.2 Оценка дрейфа абсолютной частоты перехода {IS, F = 1, mF = ±1) -+ (25, F = 1, mF = mF) в атоме водорода 140
4.3.3 Измерения эталонных частот переходов в ионах Hg+ и Yb+ 142
4.3.4 Разделение вкладов взаимодействий различных типов 144
4.4 Сопоставление результатов по поиску дрейфа а 148
4.5 Основные результаты четвертой главы 150
5 Бихроматическая спектроскопия атома рубидия 151
5.1 Резонансы КПН 152
5.2 Исследование явления КПН в парах рубидия с помощью би-хроматического источника 154
5.2.1 Источник лазерного поля для спектроскопии резо-нансов КПН 154
5.2.2 Исследование явления КПН в парах рубидия 156
5.2.3 Высокочастотные резонансы КПН 158
5.3 Основные результаты пятой главы 160
Заключение 161
Благодарности 165
Приложения 167
