Dokument: Production and spectroscopy of ultracold YbRb* molecules

Titel:	Production and spectroscopy of ultracold YbRb* molecules
Weiterer Titel:	Produktion und Spektrosopie von ultrakalten YbRb* Molekülen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=10202
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20090204-105024-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Nemitz, Nils [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 7,81 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 22.01.2009 / geändert 22.01.2009
Beitragende:	Prof. Dr. Görlitz, Axel [Gutachter] Dr. Roth, Bernhard [Gutachter]
Stichwörter:	kalte Moleküle, Photoassoziation, Ytterbium, Rubidium
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Beschreibungen:	This thesis describes the formation of electronically excited but translationally cold molecules formed from rubidium atoms and two isotopes of ytterbium (176Yb and 174Yb) by means of photoassociation. The experiments were performed in a combined MOT with 1e9 rubidium atoms and 2e6 ytterbium atoms at temperatures of less than 1mK. Photoassociation lines were found by trap loss spectroscopy throughout a wavelength range of 2nm near the 795nm D1 transition in rubidium. The majority of lines belong to two vibrational series in the excited YbRb* molecule, converging on a system of a ground state ytterbium atom and an excited rubidium atom. The strong variation of line strength between different vibrational lines is explained through the Franck-Condon principle. An improved version of the Leroy-Bernstein equation was used to extract the leading dispersion coeffcient of the potential from the vibrational progression. Most of the observed lines show a resolved rotational structure as expected from a basic quantum mechanical model. The series terminates with the third or forth rotational component due to the ground state centrifugal barrier.The measured rotational constants agree very well with calculations based on the C6 coefficient. The discovery of a splitting of the rotational components into subcomponents indicates an uncommon angular momentum coupling described by Hund's case (e). Variations in the depth of the subcomponents indicates a similar splitting in the ground state, with the energies of the substates based on the alignment of the rubidium atom's magnetic dipole moment relative to the angular momentum carried by an approaching ytterbium atom. This creates an additional ground state barrier, partially suppressing some of the subcomponents. Using a rate equation model developed for this purpose, a maximum formation rate of 2.5e6 molecules per second was calculated over the volume of the entire trap. The work presented here is an important step on the way to the formation of molecules that are not only translationally ultracold, but also in the electronic and rovibrational ground state. Diese Arbeit beschreibt die Bildung von Molekülen in einem elektronisch angeregten, aber vom Standpunkt der kinetischen Energie ultrakalten Zustand durch Photoassoziation. Untersucht wurde dabei die Kombination eines Rubidiumatoms mit einem der Ytterbiumisotope 174 oder 176. Die Experimente wurden in einer gemeinsamen MOT mit 1e9 Rubidium- und 2e6 Ytterbiumatomen bei Temperaturen unterhalb von 1mK durchgeführt. Durch Fallenverlustspektroskopie wurden Photoassoziationslinien in einem Bereich von 2nm in der Nähe der 795nm D1 Linie der Rubidiums lokalisiert. Der größte Teil der Linien gehört zu einer von zwei Vibrationsserien des angeregten YbRb*-Moleküls, die für große interatomare Entfernung gegen einen Zustand entsprechend einem angeregten Rb*-Atom und einem Yb-Atom im Grundzustand konvergieren. Die Stärkevariationen zwischen den Vibrationslinien lässt sich durch das Franck-Condon-Prinzip erklären. Eine verbesserte Variante der Leroy-Bernstein-Gleichung wurde benutzt, um aus der Progression der Vibrationslinien den C6-Koeffizienten des Potentials zu extrahieren. Die meisten der beobachteten Linien zeigen eine aufgelöste Rotationsstruktur entsprechend quantenmechanischen Erwartungen. Die Struktur endet aufgrund des Zentrifugalbarriere im Grundzustand mit der dritten oder vierten Komponente. Die bestimmten Rotationskonstanten sind in sehr guter Übereinstimmung mit Vorhersagen auf Basis des bestimmten C6-Koeffizienten. Eine weitere Aufspaltung der Rotationskomponenten zeigt eine ungewöhnliche Drehimpulskopplung entsprechend dem Hundschen Fall (e). Unterschiede in den Stärken der Unterkomponenten legen die Existenz einer ähnlichen energetischen Aufspaltung im Grundzustand nahe. Die daraus resultierende Barriere bewirkt dann eine unterschiedlich starke Unterdrückung der verschiedenen Unterkomponenten. Mit Hilfe eines Ratengleichungsmodells wurde eine gesamte Molekülbildungsrate von 2.5e6 Molekülen pro Sekunde berechnet. Die hier vorgestellte Arbeit stellt einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur kontrollierten Bildung von Molekülen dar, die nicht nur kinetische ultrakalt sind, sondern außerdem im elektronsichen und rovibronischen Grundzustand.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Physik » Experimentalphysik
Dokument erstellt am:	04.02.2009
Dateien geändert am:	22.01.2009
Promotionsantrag am:	20.11.2008
Datum der Promotion:	18.12.2008