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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-71698
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/7169/


Deiglmayr, Johannes

Structure, formation, and interactions of ultracold polar molecules

Struktur, Erzeugung und Wechselwirkungen ultrakalter polarer Moleküle

Dokument1.pdf (4.208 KB) (md5sum: 4235c56ad58b7f8f56568b9eb008e137)

Kurzfassung in Englisch

In this thesis properties of ultracold alkali dimers are studied both theoretically and experimentally. In the first, theoretical, part, the prospects for the formation of ultracold LiCs dimers in deeply bound vibrational levels using photoassociation (PA) are investigated. Furthermore a previous systematic investigation of the structure of all alkali dimers is extended by the ab initio calculation of static dipole polarizabilities. An extensive comparison with other published results supports the reliability of the chosen method. Based on these results an experimental scheme for the creation of an sample of oriented ultracold dipolar molecules is developed. In the second, experimental part the formation of LiCs ground state molecules by PA is investigated. PA spectroscopy is used to improve the accuracy of the potential energy curve for the B1P and the value of the dissociation energy of the X1S+ state significantly. The rovibrational distribution of ground state molecules is probed in a combination of resonance-enhanced multi-photon ionization and depletion spectroscopy. A simple scheme is found to form ultracold polar LiCs molecules in the absolute ground state X1S+,v''=0,J''=0. In a quasi-electrostatic trap created by a CO2 laser, LiCs molecules are formed and stored. A lifetime of 24(3)s, limited by collisions with background gas, is observed and rate coefficients for inelastic collisions between LiCs in high vibrational states and Cs atoms are determined. The long storage time facilitates the observation of radiative decay of polar molecules towards lower vibrational levels.


Kurzfassung in Deutsch

Diese Arbeit untersucht theoretische und experimentelle Aspekte ultrakalter Alkali Dimere. In einem ersten, theoretischen Teil wird die Bildung ultrakalter LiCs Moleküle durch Photoassoziation (PA) betrachtet. Eine systematische Analyse aller Alkali Dimere wird mit der Berechung der statischen Dipol-Polarisierbarkeit fortgesetzt. Ein umfangreicher Vergleich mit publizierten Arbeiten bestätigt die Zuverlässigkeit der gewählten Methodik. Basierend auf diesen Berechnungen wird eine Möglichkeit aufgezeigt, ein Ensemble ultrakalter polare Moleküle in externen Feldern auszurichten. Im zweiten, experimentellen Teil wird die Bildung polarer LiCs Moleküle durch PA untersucht. Mittels PA Spektroskopie wird die Bestimmung des B1P Zustands vervollständigt, sowie der Wert der Dissoziationsenergie des X1S+ Zustands präzisiert. Die Besetzung rovibronischer Zustände im Grundzustand wird mit der von Kombination resonant überhöhter Mehrphotonenionisation und Entvölkerungs-Spektroskopie untersucht. Es wird ein einfacher Weg aufgezeigt, ultrakalte LiCs Moleküle im absoluten Grundzustand X1S+,v''=0,J''=0 zu bilden. LiCs Moleküle werden in einer quasi-elektrostatischen Falle, geformt durch einen CO2 Laser, gebildet und gefangen. Die Lebensdauer von 24(3)s in der Falle ist limitiert durch Stöße mit Hintergrundgas, Ratenkoeffizienten für inelastische Stöße zwischen LiCs in hoch angeregten Schwingungsniveaus und Cesium werden bestimmt. Die lange Lebensdauer in der Falle ermöglicht die Beobachtung des radiativen Zerfalls polarer Grundzustandsmoleküle.


SWD-Schlagwörter: Molekülphysik , Quantengas , Polares Molekül , Laserkühlung , Ab-initio-Rechnung , Experimentalphysik , Optische Spektroskopie , Mehrphotonen-Spektros
Freie Schlagwörter (deutsch): Ultrakalte Moleküle , Alkali Dimere , Dipolares Quantengas
Freie Schlagwörter (englisch): molecular physics , dipolar gas , alkali dimer, ultracold molecules
PACS Klassifikation 31.10.+z , 31.50.-x , 33.15.-e , 34.50.-s , 37.10.-x
Institut: Physikalisches Institut
Fakultät: Fakultät für Mathematik und Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Weidemüller, Matthias (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 19.11.2009
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 25.01.2010
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