用于α和μ常数变化测量的碘离子光谱研究

穆秀丽; 李传亮; 邓伦华; 汪海玲

doi:10.7498/aps.66.233301

摘要

分子离子I2+的禁戒跃迁光谱有可能用于测量α和μ常数的变化，并且具有增强的灵敏度.通过分析I2+在11860–13100 cm-1范围内的转动光谱，拟合了A2Π3/2-X2Π3/2系统31个振转带的5759根吸收谱线，得到5个属于X2Π3/2态和9个属于A2Π3/2态的振动能级准确的转动光谱常数.在量子噪声极限和1 Hz跃迁线宽的条件下，计算得到X2Π3/2和X2Π1/2之间的禁戒跃迁对α和μ常数变化测量的灵敏度为δα/α ≈ 2.37×10-19a-1和δμ/μ ≈ 1.18×10-18a-1.

关键词:

Abstract

The forbidden transitions of I2+ may be used to measure the variations of α and μ constant in an enhanced sensitivity. We analyze the rotational spectrum of I2+ between 11860 and 13100 cm-1 and assign 5759 lines to 31 bands in an A2Π3/2-X2Π3/2 system. The accurate rotational molecular constants of 5 levels in X2Π3/2 state and 9 levels in A2Π3/2 state are obtained. On condition that the signal-to-noise ratio is limited by quantum projection noise and the linewidth is 1 Hz, the forbidden transition between X2Π3/2 and X2Π1/2 should be able to achieve the sensitivities of δα/α ≈ 2.37×10-19 a-1 and δμ/μ ≈ 1.18×10-18 a-1.

Keywords:

作者及机构信息

1.
华东师范大学, 精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062;

2.
太原科技大学应用科学学院, 太原 030024

通信作者: 邓伦华, lhdeng@phy.ecnu.edu.cn;hlwang@phy.ecnu.edu.cn ; 汪海玲, lhdeng@phy.ecnu.edu.cn;hlwang@phy.ecnu.edu.cn

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：11674096，11504256）资助的课题．

Authors and contacts

1.
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University, Shanghai 200062, China;

2.
School of Applied Science, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China

Corresponding author: Deng Lun-Hua, lhdeng@phy.ecnu.edu.cn;hlwang@phy.ecnu.edu.cn ; Wang Hai-Ling, lhdeng@phy.ecnu.edu.cn;hlwang@phy.ecnu.edu.cn

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11674096, 11504256).

参考文献

[1]	Barrow J D 2005 Phil. Trans. Roy. Soc. 363 2139
[2]	Uzan J P 2011 Living Rev. Relat. 14 2
[3]	Dzuba V A, Flambaum V V, Webb J K 1999 Phys. Rev. Lett. 82 888
[4]	Webb J K, King J A, Murphy M T, Flambaum V V, Carswell R F, Bainbridge M B 2011 Phys. Rev. Lett. 107 191101
[5]	Rosenband T, Hume D B, Schmidt P O, Chou C W, Brusch A, Lorini L, Oskay W H, Drullinger R E, Fortier T M, Stalnaker J E, Diddams S A, Swann W C, Newbury N R, Itano W M, Wineland D J, Bergquist J C 2008 Science 319 1808
[6]	Leefer N, Weber C T M, Cingoz A, Torgerson J R, Budker D 2013 Phys. Rev. Lett. 111 060801
[7]	Berengut J C, Dzuba V A, Flambaum V, Porsev S G 2009 Phys. Rev. Lett. 102 210801
[8]	Huntemann N, Lipphardt B, Tamm C, Gerginov V, Weyers S, Peik E 2014 Phys. Rev. Lett. 113 210802
[9]	Li J Q, Balasubramanian K 1989 J. Mol. Spectrosc. 138 162
[10]	de Jong W A, Visscher L, Nieuwpoort W C 1997 J. Chem. Phys. 107 9046
[11]	Zhao S T, Liang G Y, Li R, Li Q N, Zhang Z G, Yan B 2017 Acta Phys. Sin. 66 063103 (in Chinese)[赵书涛, 梁桂颖, 李瑞, 李奇楠, 张志国, 闫冰 2017 物理学报 66 063103]
[12]	Huang D H, Wan M J, Wang F H, Yang J S, Cao Q L, Wang J H 2016 Acta Phys. Sin. 65 063102 (in Chinese)[黄多辉, 万明杰, 王藩侯, 杨俊升, 曹启龙, 王金花 2016 物理学报 65 063102]
[13]	Deng L H, Zhu Y Y, Li C L, Chen Y Q 2012 J. Chem. Phys. 137 054308
[14]	Shelkovnikov A, Butcher R J, Chardonnet C, Amy-Klein A 2008 Phys. Rev. Lett. 100 150801
[15]	Pasteka L F, Borschevsky A, Flambaum V V, Schwerdtfeger P 2015 Phys. Rev. A 92 012103
[16]	Tuckett R P, Castellucci E, Bonneau M, Dujardin G, Leach S 1985 Chem. Phys. 92 43
[17]	Cockett M C R, Goode J G, Lawley K P, Donovan R J 1995 J. Chem. Phys. 102 5226
[18]	Cockett M C R 1995 J. Phys. Chem. 99 16228
[19]	Cockett M C R, Donovan R J, Lawley K P 1996 J. Chem. Phys. 105 3347
[20]	Gudeman C S, Megemann M H, Pfaff J, Saykally R J 1983 Phys. Rev. Lett. 50 727
[21]	Western C M 2017 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 186 221
[22]	Hanneke D, Carollo R A, Lane D A 2016 Phys. Rev. A 94 050101

施引文献

[1]	Barrow J D 2005 Phil. Trans. Roy. Soc. 363 2139
[2]	Uzan J P 2011 Living Rev. Relat. 14 2
[3]	Dzuba V A, Flambaum V V, Webb J K 1999 Phys. Rev. Lett. 82 888
[4]	Webb J K, King J A, Murphy M T, Flambaum V V, Carswell R F, Bainbridge M B 2011 Phys. Rev. Lett. 107 191101
[5]	Rosenband T, Hume D B, Schmidt P O, Chou C W, Brusch A, Lorini L, Oskay W H, Drullinger R E, Fortier T M, Stalnaker J E, Diddams S A, Swann W C, Newbury N R, Itano W M, Wineland D J, Bergquist J C 2008 Science 319 1808
[6]	Leefer N, Weber C T M, Cingoz A, Torgerson J R, Budker D 2013 Phys. Rev. Lett. 111 060801
[7]	Berengut J C, Dzuba V A, Flambaum V, Porsev S G 2009 Phys. Rev. Lett. 102 210801
[8]	Huntemann N, Lipphardt B, Tamm C, Gerginov V, Weyers S, Peik E 2014 Phys. Rev. Lett. 113 210802
[9]	Li J Q, Balasubramanian K 1989 J. Mol. Spectrosc. 138 162
[10]	de Jong W A, Visscher L, Nieuwpoort W C 1997 J. Chem. Phys. 107 9046
[11]	Zhao S T, Liang G Y, Li R, Li Q N, Zhang Z G, Yan B 2017 Acta Phys. Sin. 66 063103 (in Chinese)[赵书涛, 梁桂颖, 李瑞, 李奇楠, 张志国, 闫冰 2017 物理学报 66 063103]
[12]	Huang D H, Wan M J, Wang F H, Yang J S, Cao Q L, Wang J H 2016 Acta Phys. Sin. 65 063102 (in Chinese)[黄多辉, 万明杰, 王藩侯, 杨俊升, 曹启龙, 王金花 2016 物理学报 65 063102]
[13]	Deng L H, Zhu Y Y, Li C L, Chen Y Q 2012 J. Chem. Phys. 137 054308
[14]	Shelkovnikov A, Butcher R J, Chardonnet C, Amy-Klein A 2008 Phys. Rev. Lett. 100 150801
[15]	Pasteka L F, Borschevsky A, Flambaum V V, Schwerdtfeger P 2015 Phys. Rev. A 92 012103
[16]	Tuckett R P, Castellucci E, Bonneau M, Dujardin G, Leach S 1985 Chem. Phys. 92 43
[17]	Cockett M C R, Goode J G, Lawley K P, Donovan R J 1995 J. Chem. Phys. 102 5226
[18]	Cockett M C R 1995 J. Phys. Chem. 99 16228
[19]	Cockett M C R, Donovan R J, Lawley K P 1996 J. Chem. Phys. 105 3347
[20]	Gudeman C S, Megemann M H, Pfaff J, Saykally R J 1983 Phys. Rev. Lett. 50 727
[21]	Western C M 2017 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 186 221
[22]	Hanneke D, Carollo R A, Lane D A 2016 Phys. Rev. A 94 050101

[1]	郭忠凯, 李永刚, 于博丞, 周世超, 孟庆宇, 陆鑫鑫, 黄一帆, 刘贵鹏, 陆俊. 锁相放大器的研究进展. 物理学报, 2023, 72(22): 224206. doi: 10.7498/aps.72.20230579
[2]	李岩, 任志红. 多量子比特WV纠缠态在Lipkin-Meshkov-Glick模型下的量子Fisher信息. 物理学报, 2023, 72(22): 220302. doi: 10.7498/aps.72.20231179
[3]	刘鑫, 周晓鹏, 汶伟强, 陆祺峰, 严成龙, 许帼芹, 肖君, 黄忠魁, 汪寒冰, 陈冬阳, 邵林, 袁洋, 汪书兴, 马万路, 马新文. 电子束离子阱光谱标定和Ar¹³⁺离子M1跃迁波长精密测量. 物理学报, 2022, 71(3): 033201. doi: 10.7498/aps.71.20211663
[4]	陈娇娇, 孙羽, 温金录, 胡水明. 稳定的高亮度低速亚稳态氦原子束流. 物理学报, 2021, 70(13): 133201. doi: 10.7498/aps.70.20201833
[5]	赵天择, 杨苏辉, 李坤, 高彦泽, 王欣, 张金英, 李卓, 赵一鸣, 刘宇哲. 频域反射法光纤延时精密测量. 物理学报, 2021, 70(8): 084204. doi: 10.7498/aps.70.20201075
[6]	刘鑫, 周晓鹏, 汶伟强, 陆祺峰, 严成龙, 许帼芹, 肖君, 黄忠魁, 汪寒冰, 陈冬阳, 邵林, 袁洋, 汪书兴, 马万路(Wan-Lu MA), 马新文. 电子束离子阱光谱标定和Ar13+离子M1跃迁波长精密测量. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211663
[7]	王谨, 詹明生. 基于原子干涉仪的微观粒子弱等效原理检验. 物理学报, 2018, 67(16): 160402. doi: 10.7498/aps.67.20180621
[8]	谭文海, 王建波, 邵成刚, 涂良成, 杨山清, 罗鹏顺, 罗俊. 近距离牛顿反平方定律实验检验进展. 物理学报, 2018, 67(16): 160401. doi: 10.7498/aps.67.20180636
[9]	王磊, 郭浩, 陈宇雷, 伍大锦, 赵锐, 刘文耀, 李春明, 夏美晶, 赵彬彬, 朱强, 唐军, 刘俊. 基于金刚石色心自旋磁共振效应的微位移测量方法. 物理学报, 2018, 67(4): 047601. doi: 10.7498/aps.67.20171914
[10]	彭世杰, 刘颖, 马文超, 石发展, 杜江峰. 基于金刚石氮-空位色心的精密磁测量. 物理学报, 2018, 67(16): 167601. doi: 10.7498/aps.67.20181084
[11]	管桦, 黄垚, 李承斌, 高克林. 高准确度的钙离子光频标. 物理学报, 2018, 67(16): 164202. doi: 10.7498/aps.67.20180876
[12]	刘建平, 邬俊飞, 黎卿, 薛超, 毛德凯, 杨山清, 邵成刚, 涂良成, 胡忠坤, 罗俊. 万有引力常数G精确测量实验进展. 物理学报, 2018, 67(16): 160603. doi: 10.7498/aps.67.20181381
[13]	王杰敏, 王希娟, 陶亚萍. 75As32S+和75As34S+离子的光谱常数与分子常数. 物理学报, 2015, 64(24): 243101. doi: 10.7498/aps.64.243101
[14]	李松, 韩立波, 陈善俊, 段传喜. SN-分子离子的势能函数和光谱常数研究. 物理学报, 2013, 62(11): 113102. doi: 10.7498/aps.62.113102
[15]	马杰, 陈鹏, 刘文良, 冯国胜, 李玉清, 武寄洲, 肖连团, 贾锁堂. 超冷铯分子纯长程态转动常数的精密测量. 物理学报, 2013, 62(22): 223301. doi: 10.7498/aps.62.223301
[16]	王金涛, 刘子勇. 基于静力悬浮原理的单晶硅球间微量密度差异精密测量方法研究. 物理学报, 2013, 62(3): 037702. doi: 10.7498/aps.62.037702
[17]	施德恒, 牛相宏, 孙金锋, 朱遵略. BF自由基X1+和a3态光谱常数和分子常数研究. 物理学报, 2012, 61(9): 093105. doi: 10.7498/aps.61.093105
[18]	邢伟, 刘慧, 施德恒, 孙金锋, 朱遵略. SO+离子b4∑-态光谱常数和分子常数研究. 物理学报, 2012, 61(24): 243102. doi: 10.7498/aps.61.243102
[19]	刘慧, 施德恒, 孙金锋, 朱遵略. MRCI方法研究CSe(X1Σ+)自由基的光谱常数和分子常数. 物理学报, 2011, 60(6): 063101. doi: 10.7498/aps.60.063101
[20]	梁卓, 罗海云, 王新新, 关志成, 王黎明. 气流对氮气介质阻挡放电气体温度及放电模式的影响. 物理学报, 2010, 59(12): 8739-8746. doi: 10.7498/aps.59.8739

计量

文章访问数: 4657
PDF下载量: 99
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板