Letter

物理:原子のフェルミ気体からの極低温分子の生成

Nature 424, 6944 doi: 10.1038/nature01738

原子気体のボース・アインシュタイン凝縮の実現以来、量子領域での分子気体の生成が実験的課題であった。極低温原子気体から直接分子気体を生成することは有望な手段である。例えば、ボース・アインシュタイン凝縮中のボース原子は光会合や磁場フェシュバック共鳴によって結合し電子基底状態の分子になる。フェルミ原子気体を利用することで、フェルミ原子が結合してボース分子となり、従って系の量子統計が変わることが予想される。このような結合は、フェルミ粒子の超流動体においてフェシュバック共鳴付近で起こると予測されているペアリングの機構と密接に関係している。今回我々は、極低温40K2分子の生成と定量的な評価について報告する。 150nK以下の温度で量子的に縮退したフェルミ原子気体を出発点として、系をフェシュバック共鳴を越えて走査し、250,000以上の捕獲された分子を断熱的に生成した。この分子は逆に走査することで原子に戻すことができる。分子の小さな結合エネルギーは磁場をフェシュバック共鳴からずらすことによって調整でき、広い範囲にわたって変化させられる。我々は、このような弱く結合した分子をラジオ周波数の光解離スペクトルにより直接検出した。分子の波動関数を調べ、結合エネルギーを求めた結果、理論と一致していた。

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