li+离子精密光谱与精细结构常数确定

《li+离子精密光谱与精细结构常数确定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Li+离子精密光谱与精细结构常数确定　　摘要：精细结构常数是无量纲的基本物理常数，它表征电磁相互作用强度，其高精度确定对基本物理理论的验证及新物理预言至关重要。氦原子及类氦离子是最简单的多电子体系，其（1s2p）P三重态精细结构劈裂强烈依赖于精细结构常数。开展对氦原子及类氦离子2S～2P态精密光谱测量可以检验现有的两电子量子电动力学（QED）理论计算，同时也提供了高精度确定精细结构常数的独立方法。目前，氦原子的2P三重态精细结构光谱测量实验达到ppb精度，已触及到高阶QED效应，而与之有相似能谱结构的L

2、i+离子测量精度要低2～3个量级。由于QED高阶效应对电荷数Z极其敏感，提高Li+的光谱测量精度，可对QED理论计算进行更为严格的检验。该研究拟采用激光冷却的Ca+对由Li+亚稳态进行协同冷却，实现对Li+内外自由度的精确控制，获得几十mK量级处于亚稳态的Li+离子晶体，进而对2S～2P三重态548.5nm跃迁进行光谱测量，预期相对精度达到10～8，较目前Li+同类实验精度提高两个量级；同时，开展对现有QED理论进行独立检验，提高理论预言的可靠性；通过实验光谱与理论预言的对比在10～8相对精度上独立确定

3、精细结构常数。　　关键词：Li+离子精密光谱量子电动力学精细结构常数离子阱协同冷却　　Li+IonPrecisionSpectroscopyandDeterminationofFineStructureConstant　　ShiTingyunGaoKelinYanZongchaoZhongZhenxiangZhangPeipei　　（WuhaninstituteofPhysiceandMathenatics，ChineseAcademyofSciences）　　Abstract：Thefinestruc

4、tureconstantisadimensionlessfundamentalphysicalconstant，characteringthestrengthofelectromagneticinteraction.Todeterminethisconstantwithhighprecisionisofgreatimportancebothfortheverificationsofthebasicphysicaltheoriesandpredictionsofnewphysicsgobeyondpart

5、icle-physicsStandardModel.Heliumandhelium-likeionsisthesimplestmany-electronsystems，whosefinestructureoftriplet（1s2p）Pstatestronglydependonthefinestructureconstant.PrecisionspectroscopymeasurementofHeliumandhelium-likeionsprovidestringenttestofexistenttw

6、o-electronboundstateQEDtheoryandcalculation，andanindependentmethodfordeterminationoffinestructureconstant.Uptonow，highaccuracyofthefinestructureintervalshavebeenachievedtoadegreeofppb，whichmeanshigh-orderQEDeffectscanbetouched.Li+ionhasasimilarenergystru

7、cturetohelium.However，experimentalmeasurementforLi+ionfinestructureintervalswithloweraccuracy，2～3orderofmagnitudethenhelium.Sincethehigh-orderQEDeffectsareextremelysensitiveonchargenumberZ，theimprovementofmeasurementaccuracyforLi+spectroscopywouldprovide

8、morestringenttestofboundstateQED.Inthisproject，metastable1s2sStripletstateofLi+ionswillbesympatheticallycooledbythelaser-cooledCa+ions，torealizetheaccuratecontrollingoftheinternalandexternaldegreeoffreedom.Then，metastableL