Семинар Теоретического отдела им. Л.М. Бибермана
Вернуться к обычному виду

Семинар Теоретического отдела им. Л.М. Бибермана


23.12.2015

Контроль молекулярных вращательных состояний.


Докладчик(и):  A. Korobenko (Department of physics and astronomy, University of British Columbia).
Дата, время проведения:  29 декабря 2015 г. (вторник) 11:00 часов
Адрес:  конференц-зал КК (ул. Красноказарменная, 17-а).


Авторы:  A. Korobenko, A.A. Milner, J.W. Hepburn and V. Milner.  
Тезисы:
      Контроль молекулярных вращательных состояний

A. Korobenko, A.A. Milner, J.W. Hepburn and V. Milner

Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver BC, Canada

Широкий класс физических процессов в газах, таких как рассеяние между частицами и от твёрдых поверхностей, фотоионизация, диффузия, химические реакции и многих других, зависит от угловых координат молекул, из которых они состоят. Контроль этих координат или, иначе говоря, контроль молекулярных вращательных состояний, служит важнейшим инструментом управления этими процессами.

В последние годы было предложено множество методов, использующих различные конфигурации электромагнитных полей для создания разнообразных вращательных возбуждений в молекулах. Одним из таких методов является метод оптической центрифуги [1], позволяющий с помощью интенсивного широкополосного нерезонансного лазера адиабатически перевести ансамбль двухатомных молекул в состояние сверхбыстрого синхронного вращения.

Нами были произведены экспериментальные исследования динамики молекул, возбуждённых оптической центрифугой до состояний с энергиями вращения значительно превышающими остальные характерные масштабы энергий и достигающими единиц электрон-вольт, так называемых суперроторов, как в плотной среде газа, так и условиях высокого вакуума, когда отсутствуют столкновения частиц.

Было показано [2], что молекулы в плотной среде в таких состояниях становятся заметно более устойчивыми к столкновениям; в отличие от молекул с тепловыми вращательными скоростями, и требуется множество актов рассеяния для изменения вращательного состояния суперроторов.

Метод фемтосекундной проекции карт скоростей позволил нам визуализировать угловую волновую функцию в бесполевых условиях [3] и в присутствии магнитного поля [4]. Как было продемонстрировано, когда ширина созданного волнового пакета мала, он не подвержен дисперсии и эволюционирует согласно классическим уравнениям механики, вращаясь подобно стрелке секундомера. В более широких волновых пакетах наблюдались отклонения от классического поведения, когда классическая «сигарообразная» форма углового распределения сменялась состоянием «квантовой шестерни» - состоянием, когда молекула вращается, будучи выстроенной одновременно вдоль нескольких направлений.

Измерения в магнитном поле показали другие интересные аспекты богатой динамики молекулярных суперроторов. внешним полем. Вращение немагнитных молекул слабо подвержено влиянию внешнего магнитного поля, испытывая лишь медленную прецессию вдоль его направления. В парамагнитных молекулах, электронный спин, являясь посредником этого взаимодействия, вызывает пространственное расщепление изначального углового распределения на несколько «дисков», каждый из которых прецессирует со своей угловой скоростью, задаваемой проекцией спина.



[1] J. Karczmarek, J. Wright, P. Corkum, M. Ivanov, Phys. Rev. Lett., 82, 3420 (1999)

[2] A. Korobenko, A.A. Milner, V. Milner, Phys. Rev. Lett., 112, 113004 (2014); A.A Milner, A. Korobenko, J.W. Hepburn, V. Milner, Phys. Rev. Lett., 113, 043005 (2014)

[3] A. Korobenko, J.W. Hepburn, V. Milner, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 951 (2015)

[4] A. Korobenko, V. Milner, J. Phys. B. 48, 164004 (2015)  
                                                                        

Возврат к списку


Семинар Теоретического отдела им. Л.М. Бибермана