冷分子：理论、实验及应用

　　冷分子在量子计算、超冷化学、量子模拟以及高分辨光谱等领域具有巨大的潜在应用前景。该书填补了国内相关参考资料的空白，无论是从科研工作还是学生用书的角度，本书都是值得借鉴的，必将有助于国内冷分子领域的发展。

　　William C. Stwalley，美国康涅狄格大学物理系终身教授，美国物理学会会士，美国光学学会会士，Rabi奖评选委员会委员。Stwalley博士毕业于哈佛大学，其后20年在爱荷华大学任教，并担任激光系主任，1993年加入康涅狄格大学，并任物理系主任。他的研究领域为超冷原子及分子，他带领其团队在这一前沿领域开展了很多领先性的工作。

第Ⅰ部分冷碰撞
第1章冷原子和分子碰撞理论/3
1.1引言/3
1.2经典碰撞理论/3
1.3量子碰撞理论/7
1.4反应性散射/29
第2章超低温下的电偶极子/39
2.1概论/39
2.2经典偶极子回顾/40
2.3电场中量子力学偶极子/42
2.4偶极子的电场/51
2.5偶极子相互作用/57
第3章超冷温度下分子的非弹性碰撞和化学反应/68
3.1引言/68
3.2原子分子的非弹性碰撞/70
3.3超冷温度下的化学反应/84
3.4分子分子非弹性碰撞/106
3.5总结和展望/113
冷分子：理论、实验及应用
目录
第4章外电磁场对低温分子碰撞的影响/129
4.1引言/129
4.2磁阱中的碰撞/130
4.3电场中的碰撞/137
4.4交叠电磁场中的碰撞/143
4.5受限空间中的碰撞/159
4.6低温可控化学/164
第Ⅱ部分光缔合
第5章光缔合制备超冷分子/173
5.1超冷分子的制备/173
5.2超冷碱金属二聚体的特性和态态转移/197
5.3超冷分子研究展望/211
第6章近碰撞阈值分子态/230
6.1引言/230
6.2单势阱特性/232
6.3多势阱的相互作用/240
6.4磁调谐共振/243
6.5光缔合/249
第7章啁啾激光脉冲光缔合控制超冷分子形成的前景/256
7.1引言：超快激光是否可以应用到超冷光缔合中/256
7.2用啁啾激光脉冲模拟光缔合/259
7.3数值模拟结果：光缔合窗口内绝热转移的解释/269
7.4整形激发态的振动波包以优化分子可以稳定到基态的深束缚
能级/280
7.5初始态波函数的动力学孔洞：压缩效应/284
7.6超越冲击近似或绝热近似：新机制/291
7.7结论和对未来的展望/293
第8章利用整形激光脉冲的绝热拉曼光缔合/302
8.1引言/302
8.2绝热拉曼光缔合/303
8.3多通道光缔合理论/305
8.4数值举例/312
8.5分子数据/320
8.6结论/322
第Ⅲ部分少体或多体物理
第9章超冷Feshbach分子/335
9.1引言/335
9.2制备和探测Fashbach分子/341
9.3近阈值条件下的内态操控/348
9.4halo二聚体/353
9.5基态分子的制备/360
9.6展望和总结/365
第10章超冷费米气体中的分子形式/377
10.1引言/377
10.2费米气体中的同核双原子分子/381
10.3费米费米混合气中的异核分子/392
10.4分子晶体相/408
10.5总结评论和前景展望/413
第11章超冷Feshbach分子理论/424
11.1引言/424
11.2Feshbach分子的微观理论/425
11.3Feshbach共振/430
11.4散射长度的磁场调节/433
11.5共振分类/437
11.6结论/440
第12章冷极性分子中的凝聚态物理/448
12.1引言/448
12.2综述：强相互作用下的冷极性分子/449
12.3相互作用势调控/462
12.4冷极性分子中的多体物理/474
第Ⅳ部分冷却和俘获
第13章基于低温氦缓冲气体的原子分子冷却、俘获装载和
原子分子束的制备/505
13.1引言/505
13.2缓冲气体冷却/507
13.3磁阱俘获的缓冲气体装载/518
13.4缓冲气体粒子束的产生/530
13.5结论/538
第14章电场减速、俘获和存储极性分子/547
14.1引言/547
14.2电中性极性分子的斯塔克减速/554
14.3塞曼、里德堡和光学减速器/566
14.4电中性极性分子俘获/568
14.5减速分子束和俘获分子的应用/576
14.6结论和展望/581
第Ⅴ部分基本定律检验
第15章分子的制备和操控与基本物理参数的检验/597
15.1引言/597
15.2不变性原理的检验/598
15.3低温极性分子自由基束/602
15.4内态的相干操控/610
15.5极性分子的交变梯度减速/622
15.6结束语/634
第16章分子所揭示的基本常数的变化：天体物理观测及
实验室实验/642
16.1引言/642
16.2理论研究动机/644
16.3原子分子光谱对α和μ的依赖/645
16.4H2的天体物理观测/647
16.5微波分子光谱的天体物理观测/648
16.6氨反转谱中μ随时间变化的上限/650
16.7SF6的实验/654
16.8双原子分子密集分布的窄线宽能级/654
16.9Cs2和Sr2实验方案/659
16.10氢分子离子（H+2和HD+）实验/662
16.11结论/663
第Ⅵ部分量 子 计 算
第17章基于超冷极性分子的量子信息处理/677
17.1引言/677
17.2量子计算机综述/679
17.3永久偶极子方案/683
17.4可控开关偶极子方案/687
17.5其他方法及展望/694
17.6总结/696
第Ⅶ部分冷分子离子
第18章协同冷却的分子离子：从原理到第一次应用/701
18.1引言/701
18.2协同冷却/702
18.3离子俘获和冷分子制备/704
18.4俘获的冷库仑团簇的性质/708
18.5多组分系综的特性和操控/721
18.6化学反应和光致碎片/728
18.7分子离子的振转光谱/738
18.8总结和展望/747
英文索引目录/760
第Ⅰ部分冷碰撞
第1章冷原子和分子碰撞理论/3
1.1引言/3
1.2经典碰撞理论/3
1.3量子碰撞理论/7
1.4反应性散射/29
第2章超低温下的电偶极子/39
2.1概论/39
2.2经典偶极子回顾/40
2.3电场中量子力学偶极子/42
2.4偶极子的电场/51
2.5偶极子相互作用/57
第3章超冷温度下分子的非弹性碰撞和化学反应/68
3.1引言/68
3.2原子分子的非弹性碰撞/70
3.3超冷温度下的化学反应/82
3.4分子分子非弹性碰撞/106
3.5总结和展望/113
冷分子：理论、实验及应用
目录
第4章外电磁场对低温分子碰撞的影响/127
4.1引言/127
4.2磁阱中的碰撞/128
4.3电场中的碰撞/135
4.4交叠电磁场中的碰撞/141
4.5受限空间中的碰撞/157
4.6低温可控化学/162
第Ⅱ部分光缔合
第5章光缔合制备超冷分子/171
5.1超冷分子的制备/171
5.2超冷碱金属二聚体的特性和态态转移/195
5.3超冷分子研究展望/210
第6章近碰撞阈值分子态/228
6.1引言/228
6.2单势阱特性/230
6.3多势阱的相互作用/238
6.4磁调谐共振/241
6.5光缔合/247
第7章啁啾激光脉冲光缔合控制超冷分子形成的前景/254
7.1引言：超快激光是否可以应用到超冷光缔合中/254
7.2用啁啾激光脉冲模拟光缔合/257
7.3数值模拟结果：光缔合窗口内绝热转移的解释/267
7.4整形激发态的振动波包以优化分子可以稳定到基态的深束缚
能级/278
7.5初始态波函数的动力学孔洞：压缩效应/282
7.6超越冲击近似或绝热近似：新机制/289
7.7结论和对未来的展望/291
第8章利用整形激光脉冲的绝热拉曼光缔合/300
8.1引言/300
8.2绝热拉曼光缔合/301
8.3多通道光缔合理论/303
8.4数值举例/310
8.5分子数据/318
8.6结论/320
第Ⅲ部分少体或多体物理
第9章超冷Feshbach分子/333
9.1引言/333
9.2制备和探测Fashbach分子/339
9.3近阈值条件下的内态操控/346
9.4halo二聚体/351
9.5基态分子的制备/358
9.6展望和总结/363
第10章超冷费米气体中的分子形式/375
10.1引言/375
10.2费米气体中的同核双原子分子/379
10.3费米费米混合气中的异核分子/390
10.4分子晶体相/406
10.5总结评论和前景展望/411
第11章超冷Feshbach分子理论/422
11.1引言/422
11.2Feshbach分子的微观理论/423
11.3Feshbach共振/428
11.4散射长度的磁场调节/431
11.5共振分类/435
11.6结论/438
第12章冷极性分子中的凝聚态物理/446
12.1引言/446
12.2综述：强相互作用下的冷极性分子/447
12.3相互作用势调控/460
12.4冷极性分子中的多体物理/472
第Ⅳ部分冷却和俘获
第13章基于低温氦缓冲气体的原子分子冷却、俘获装载
和原子分子束的制备/503
13.1引言/503
13.2缓冲气体冷却/505
13.3磁阱俘获的缓冲气体装载/516
13.4缓冲气体粒子束的产生/528
13.5结论/536
第14章电场减速、俘获和存储极性分子/545
14.1引言/545
14.2电中性极性分子的斯塔克减速/552
14.3塞曼、里德堡和光学减速器/564
14.4电中性极性分子俘获/566
14.5减速分子束和俘获分子的应用/574
14.6结论和展望/579
第Ⅴ部分基本定律检验
第15章分子的制备和操控与基本物理参数的检验/595
15.1引言/595
15.2不变性原理的检验/596
15.3低温极性分子自由基束/600
15.4内态的相干操控/608
15.5极性分子的交变梯度减速/620
15.6结束语/632
第16章分子所揭示的基本常数的变化：天体物理观测
及实验室实验/640
16.1引言/640
16.2理论研究动机/642
16.3原子分子光谱对α和μ的依赖/643
16.4H2的天体物理观测/645
16.5微波分子光谱的天体物理观测/646
16.6氨反转谱中μ随时间变化的上限/648
16.7SF6的实验/652
16.8双原子分子密集分布的窄线宽能级/652
16.9Cs2和Sr2实验方案/657
16.10氢分子离子（H2+和HD+）实验/660
16.11结论/661
第Ⅵ部分量 子 计 算
第17章基于超冷极性分子的量子信息处理/675
17.1引言/675
17.2量子计算机综述/677
17.3永久偶极子方案/681
17.4可控开关偶极子方案/685
17.5其他方法及展望/692
17.6总结/694
第Ⅶ部分冷分子离子
第18章协同冷却的分子离子：从原理到第一次应用/699
18.1引言/699
18.2协同冷却/700
18.3离子俘获和冷分子制备/702
18.4俘获的冷库仑团簇的性质/706
18.5多组分系综的特性和操控/719
18.6化学反应和光致碎片/726
18.7分子离子的振转光谱/736
18.8总结和展望/745
英文索引目录/758