碱金属双原子分子光缔合谱的含时量子力学模拟

摘要

分子反应动力学（Molecular Reaction Dynamics）是化学物理研究领域的前沿科学。它采用先进的现代物理化学分析方法，从原子、分子的层次出发研究化学反应的微观运动和反应机理。它主张从分子的内部运动以及分子、原子间的碰撞来探究基元反应体系的动力学信息，从而揭示化学反应中的根本规律，最终达到控制化学反应的目的。
　　波包动力学作为物理化学领域的一个重要的分支，其理论框架在处理分子物理以及外场与物质相互作用等领域的问题时均有着非常重要的应用，其中，含时波包方法在研究强激光场中分子电离和分子振动激发时已经被证明是一种非常有效的手段。含时波包方法的优点非常多，主要表现在不仅提高了数值计算的效率，而且还为动力学提供了清晰直观的物理图像，它既具有经典的直观性又有量子力学的精确性。通过研究发现，含时波包方法对于动态体系的研究，或者说是研究体系随时间演化的问题上表现出显著的优势。
　　在过去的十几年里，激光操控原子的技术取得了巨大的发展，已经实现了原子的玻色-爱因斯坦凝聚。这些成果不断地激励着科学家们，去探索中性分子的操控，甚至是极性分子的俘获和冷却问题。超冷分子由于在量子计算、超冷化学以及量子信息等领域都有着重要应用，已经受到了来自研究者们的极大关注，其中，光缔合技术在产生超冷分子过程中有着重要作用，一直备受科研工作者的重视。特别是异核的碱金属双原子分子具有容易受外场操控的特点，已得到广泛研究。
　　在本文中，基于含时波包方法，模拟了的NaK和NaRb分子体系的光缔合过程，并给出了在不同激光场作用下进行光缔合的理论基础、计算结果以及详细分析。首先对一些基本概念如分子反应动力学、含时波包动力学、光缔合动力学等做了简单的介绍；随后，给出了与光缔合反应的数值模拟相关的基本理论依据，主要包括含时波包动力学的基本理论和部分动力学信息的计算方法；然后分别对NaK和NaRb分子体系在不同的激光场中的光缔合过程，通过量子波包方法求解含时Schr?dinger方程进行模拟，并对其计算结果进行了详细分析。该数值模拟不仅可以揭示激光参数对振动布居的一些规律性影响，而且通过调整这些参数能够实现粒子数在基电子态的更高布居。最后，对整篇论文进行了简单的总结并且对光缔合动力学的发展前景做了展望。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 分子反应动力学简介

1.2 分子反应动力学基本理论方法

1.3含时波包动力学的发展及应用

1.4 光缔合动力学简介

第二章 含时波包动力学的基本理论方法

2.1 绝热表象

2.2玻恩-奥本海默近似（BO近似）

2.3 离散变量表示方案（DVR方案）

2.4 含时量子波包理论

第三章 双色调制脉冲控制NaK分子光缔合反应的量子力学模拟

3.1引言

3.2 理论基础

3.3结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 非对称激光脉冲对NaRb分子两步光缔合的影响

4.1 引言

4.2理论基础

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢