[論文レビュー] Feshbach resonances in the presence of inelastic scattering: threshold behavior and suppression of poles in scattering lengths

Jeremy M. Hutson|arXiv (Cornell University)|Oct 24, 2006

Cold Atom Physics and Bose-Einstein Condensates被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、超低温分子衝突におけるフォッシュビオ共振ピークが非弾性散乱によってどのように抑制されるかを調査しており、弱い非弾性過程ですら、散乱長の特徴的な極を消失させることで、散乱断面積を顕著に減少させることを示している。本研究では、非弾性条件下での共鳴強度を定量化するための共鳴散乱長パラメータを導入し、ほとんどの超低温分子衝突で弱い共鳴応答を示すことが判明しており、これはポテンシャルの詳細に対する感受性が低いことを示唆している。

ABSTRACT

In the absence of inelastic scattering, Feshbach resonances produce poles in scattering lengths and very large peaks in elastic cross sections. However, inelastic scattering removes the poles. Even for quite weak inelastic scattering the peaks in cross sections are dramatically suppressed. A resonant scattering length is defined to characterize the strength of the resonance, and is shown to be small for most collisions of ultracold molecules. The results suggest that cross sections for ultracold molecular inelastic collisions are much less sensitive to details of the potential than has been believed.

研究の動機と目的

• 非弾性散乱が超低温分子系におけるフォッシュビオ共鳴に与える影響を理解すること。
• 非弾性過程によって引き起こされる散乱断面積ピークの抑制を分析すること。
• 非弾性条件下での共鳴強度を特徴付けるための共鳴散乱長パラメータを定義すること。
• 超低温分子衝突における非弾性断面積がポテンシャルの詳細にどれほど感受性を示すかを評価すること。

提案手法

• 有効場理論および散乱行列形式を用いた、非弾性チャネルを伴う散乱振幅の理論的分析。
• 非弾性崩壊を考慮した修正された散乱長の導出、標準的な極構造の置き換え。
• 非弾性条件下での共鳴強度を定量化するための共鳴散乱長パラメータの使用。
• 非弾性散乱下でのフォッシュビオ共鳴極の近接閾値挙動の分析。
• 非弾性過程の有無による散乱断面積の比較を通じて、ピーク抑制の定量的評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非弾性散乱は、フォッシュビオ共鳴の散乱長の極構造をどのように変化させるか？
• RQ2 弱い非弾性過程は、超低温分子衝突における弾性散乱断面積をどの程度抑制するか？
• RQ3 非弾性崩壊が存在する場合の共鳴散乱長の大きさは何か？また、分子系全体にわたってどのように変動するか？
• RQ4 非弾性散乱が存在する場合、非弾性断面積はポテンシャルの詳細にどれほど感受性を示すか？

主な発見

• 非弾性散乱は、フォッシュビオ共鳴を特徴付ける散乱長の特徴的な極を除去する。
• 弱い非弾性散乱ですら、弾性散乱断面積ピークを顕著に抑制する。
• 共鳴強度を定量化するための共鳴散乱長が導入されたが、ほとんどの超低温分子衝突においてその値は小さいことが判明した。
• 非弾性断面積は、従来の予想よりも超低温分子系においてポテンシャルの詳細にあまり感受性を示さない。