混合阱中低能离子-冷原子-电子碰撞的实验研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11604334
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    贾凤东
  • 依托单位：
    中国科学院大学
  • 学科分类：
    A2101.原子分子结构、碰撞与谱学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The project would focus on the investigation of collisions among low energy ion-cold atom-electron, which is produced by photoionization on laser cooled rubidium atoms. In such complex many-particle collision system, the role of processes, as slow ion-atom collisions, atom-atom cold collisions, ion-electron collision, three-body recombination, etc., require more precise determinations. Started with the observed abnormal atom heating, using the recently developed hybrid ion-atom setup and joint of multiple detection methods, such as measurements of the number of atoms and ions, measurements of the temperature of the remaining cold atoms, etc., the dynamics of such mixed system can be investigated. Our research would enrich and develop the experimental and theoretical research in many-body dynamics, which are the one of the basic issues of many fields of physics such as atomic, molecular, and optical physics, chemical physics, and plasma physics.
光电离激光冷却的原子产生低能离子、电子及剩余未电离的冷原子，本项目拟研究这样体系中的碰撞过程。我们需要深入了解低能离子-原子碰撞，原子-原子冷碰撞，离子-电子碰撞，三体碰撞复合等过程在其中起的作用。从我们已经观测到的反常原子加热现象出发，利用新近发展的离子-原子混合阱技术，联合使用多种探测方式，如原子和离子数目测量、剩余原子温度测量等，由此研究这样的混合体系动力学演化。我们的研究必能丰富和发展多体动力学问题的实验和理论研究，而多体动力学是原子分子光物理、化学物理、等离子体物理等诸多领域的基本课题之一。

结项摘要

光电离激光冷却的原子可以产生低能离子、电子及剩余未电离的冷原子，本项目研究了这样体系中的碰撞过程。我们在离子-原子混合阱实验装置上，联合冷原子陷俘损失法、离子飞行时间法、剩余冷原子温度探针法等方法对低能离子-原子碰撞、原子-原子冷碰撞等过程进行了研究。主要研究内容和结果有：（1）构建了光电离冷原子过程的速率方程，理论上重现了实验观测到的反常原子加热现象，提出了光电离激光冷却原子产生等离子体的观点和离子-原子碰撞的影响：等离子体导致离子的积累和俘获，离子-原子碰撞的增强导致剩余冷原子的加热。2）研究了离子-原子低能碰撞速率系数与碰撞能量的依赖关系。利用磁光阱中的冷原子数对各种干扰非常敏感的特性，采用由碰撞引起的原子数损失可以作为一个可靠的观测量以确定总的碰撞截面、碰撞速率系数等。利用冷原子陷俘损失法测量了碰撞能量为8000-16000 K范围内的铷离子-铷原子总碰撞速率系数的关键实验数据。（3）研究了冷原子对离子的协同冷却。在原子混合阱研究了冷87Rb原子对 87Rb+离子的协同冷却效应，发现了离子阱参数对协同冷却效果的影响。这对于冷却没有合适光学通道的离子将是非常有意义的。（4）研究了近电离阈值光电离冷原子的物理过程。实验上测量了磁光阱中捕获原子的温度和数量随电离激光波长和强度的变化，发现初始电子温度是影响光电离冷原子产生的复杂体系碰撞动力学的主要因素之一。（5）自电离里德堡的研究。里德堡原子的偶极矩很大, 对外场很敏感, 因此广泛应用于精密测量。我们针对一价镧离子里德堡和自电离里德堡能级开展了相关的研究，分析发现有效量子数n⋆> 67 时里德堡系列量子数亏损平滑性的破坏可以等效为量子数亏损维持平滑性而电离阈值发生降低, 结合等离子体环境下电离势降低现象, 这可能意味着高n的里德堡级受到了第二步激发过程中镧原子光电离产生的等离子环境的影响，这为探索等离子体环境提供了新的方法。我们的研究丰富和发展多体动力学问题的实验和理论研究。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Electron correlation effects in even Rydberg series converging to 4f(13)(F-2(7/2)degrees)6s(7/2,1/2)(4)degrees and 4f(13)(F-2(7/2)degrees )6s(7/2,1/2)(3)degrees of thulium atom
偶里德伯级数中的电子相关效应收敛于4f(13)(F-2(7/2)度)6s(7/2,1/2)(4)度和4f(13)(F-2(7/)
  • DOI：
    10.7498/aps.67.20180797
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张典承;张颍;李晓康;贾凤东;李若虹;钟志萍
  • 通讯作者：
    钟志萍
Theoretical Analysis of Rydberg and Autoionizing State Spectra of Antimony
锑的里德伯和自电离态谱的理论分析
  • DOI：
    10.1073/pnas.1606927113
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Lv Shuang-Fei;Li Ruohong;Jia Feng-Dong;Li Xiao-Kang;Lassen Jens;Zhong Zhi-Ping
  • 通讯作者：
    Zhong Zhi-Ping
The study on high n Rydberg state of La II
La II高n里德堡态的研究
  • DOI：
    10.7498/aps.68.20181980
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    Li Xiao Kang;Jia Feng Dong;Yu Fang Chen;Li Ming Yang;Xue Ping;Xu Xiang Yuan;Zhong Zhi Ping
  • 通讯作者：
    Zhong Zhi Ping
Sympathetic cooling of Rb+ ions by cold Rb atoms in an ion-neutral hybrid trap
离子中性混合陷阱中冷 Rb 原子对 Rb 离子的交感冷却
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国科学院大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吕双飞;贾凤东;李晓康;刘晋允;许祥源;薛平;钟志萍
  • 通讯作者：
    钟志萍
Even-parity Rydberg and autoionizing states of lutetium by laser resonance-ionization spectroscopy
激光共振电离光谱的偶宇称里德伯和镥的自电离态
  • DOI：
    10.1103/physreva.95.052501
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Li R.;Lassen J.;Zhong Z. P.;Jia F. D.;Mostam;M.;Li X. K.;Reich B. B.;Teigelhoefer A.;Yan H.
  • 通讯作者：
    Yan H.

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其他文献

Relativistic Multichannel Treatment of Ionic Rydberg States of Lanthanum
镧离子里德堡态的相对论多通道处理
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/24/10/026
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    许祥源;薛平;颜君;贾凤东;钟志萍;张新峰
  • 通讯作者：
    张新峰
Theoretical analysis of ionic autoionization spectra of lanthanum via an intermediate state [Xe]5 d 6 d 1 P 1
  • DOI：
    10.1088/1674-1056/18/10/026
  • 发表时间：
    2009-10-20
  • 期刊：
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    仲银鹏;贾凤东;钟志萍
  • 通讯作者：
    钟志萍
An Analytical Derivation of a Symmetric Peak with Width Narrower than the Peak Width of the Probing Laser
宽度小于探测激光峰宽的对称峰的分析推导
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/31/1/013201
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    谢锋;李丹;贾凤东;钟志萍
  • 通讯作者：
    钟志萍
Spectrum of scandium in the energy region 52625-54046 cm-1
钪在52625-54046 cm-1能区的光谱
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Physical Review A
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    贾凤东;许祥源;钟志萍;薛平;孙玮
  • 通讯作者：
    孙玮
Relativistic multichannel treatment of autoionization Rydberg series of 4s2nf(n = 4-23)J π = (7/2)o for scandium
钪的 4s2nf(n = 4-23)J Ï = (7/2)o 的自电离里德伯级数的相对论多通道处理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    王京阳;钟志萍;贾凤东
  • 通讯作者：
    贾凤东

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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