Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 14
1.1. Лазерное охлаждение газов в магнитооптической ловушке 14
1.1.1. Оптическое охлаждение за счет фотонной отдачи 15
1.1.2 Оптическая патока 18
1.1.3 Доплеровский предел 19
1.1.4 Локализация облака холодных атомов 20
1.2. Методы создания и диагностики ридберговских атомов и плазмы 22
1.2.1. Обзор импульсных методик возбуждения ридберговских атомов 24
1.2.2. Регистрация ридберговских атомов 26
1.2.3. Ридберговские атомы в электрическом поле 28
1.2.4. Управление взаимодействием и пространственные манипуляции в газе ультрахолодных ридберговских атомов. 28
1.2.5. Диагностика ультрахолодной плазмы
1.3. Эксперименты с антиводородом 46
1.4. Теоретические исследования ультрахолодной плазмы. 48
1.5. Рекомбинация в ультрахолодной неравновесной ридберговской плазме 55
Глава 2. Экспериментальное исследование ридберговского газа
2.1. Экспериментальная установка для исследования ультрахолодного газа лития-7 в магнитооптической ловушке 68
2.1.1. Свойства атома лития-7 68
2.1.2. Вакуумная система 70
2.1.3 Стабилизация частот источников лазерного излучения 74
2.1.3.1. Стабилизация частоты охлаждающего лазера по резонансам пропускания термостабилизированного интерферометра Фабри-Перо (ИФП) 75
2.1.3.2. Дрейф термостабилизированного интерферометра Фабри-Перо 78
2.1.3.3. Стабилизация частоты лазера оптической накачки по резонансам насыщенного поглощения в парах лития-7
2.1.4. Калибровка и дрейф измерителя длины волны 83
2.1.5. Замедление пучка атомов лития-7 87
2.1.5.1. Источник атомного пучка. 88
2.1.5.2. Зеемановский замедлитель 90
2.1.6. Магнитооптическая ловушка для атомов лития-7 93
2.2. Характеристики облака газа холодных атомов 97
2.2.1. Контроль размера и профиля интенсивности облака газа холодных атомов 97
2.2.2. Измерение плотности и количества атомов на разных подуровнях основного состояния 98
2.2.3. Реализация высокой концентрации газа атомов лития-7 в магнитооптической ловушке 105
2.2.4. Измерение распределения плотности атомов в МОЛ 110
2.2.5. Измерение температуры газа ультрахолодных атомов лития-7 112
2.2.6. Скорость загрузки и время жизни атомов в ловушке 120
2.3. Эффективное детектирование ридберговских состояний атомов лития-7 123
2.3.1. Непрерывное возбуждение газа холодных атомов в ридберговские состояния 124
2.3.2. Измерение частоты ридберговских переходов 128
2.3.3. Энергия состояний и порог ионизации атома лития-7 131
2.3.4. Запрещенные переходы 2P-nP и 2P-nF в спектре энергий ультрахолодных ридберговских атомов лития-7 138
2.3.5. Двухфотонные ридберговские резонансы в литии-7 полученные методом падения резонансной флюоресценции 145
ГЛАВА 3. Расчет функции распределения, коэффициентов диффузии в пространстве энергии и рекомбинации методом решения системы кинетических уравнений баланса в ультрахолодной плазме 152
3.1. Расчеты методом молекулярной динамики 153
3.2. Описание алгоритма 156
3.3. Погрешности при расчете методом молекулярной динамики 160
3.4. Расчеты методом решения системы кинетических уравнений баланса 161
3.5. Влияние неидеальности на скорость столкновительной рекомбинации в плазме 174
Глава 4. Особенности столкновительных и излучательных процессов в ультрахолодных системах заряженных частиц в присутствии магнитного поля 190
4.1. Коэффициент трехчастичной рекомбинации слабонеидеальной Ультрахолодной плазмы в сильном магнитном поле 190
4.2. Эффект замедления рекомбинации неравновесных носителей заряда в полупроводнике в магнитном поле 199
4.3. Эффект магнитной стабилизации ридберговских атомов и многочастичных комплексов в ультрахолодной плазме 206
4.4. Функция распределения электронов и коэффициент рекомбинации в ультрахолодной плазме в магнитном поле. Метод молекулярной динамики 211
4.5. Некоторые особенности процесса охлаждения протонов и антипротонов в ультрахолодном электронном газе 227
Заключение 244
Список литературы 247
