PbF分子常数（ue, g）、Ω双分裂和超精细分裂的精密光谱测量

The investigation of molecular structure and precise spectroscopy is one of the most important topics in precision measurement physics. It can provide the critical molecular information (such as: hyperfine structures, Ω-doubling constants, electric dipole moments, and magnetic g-factors, etc.) to the experimental searches for the electron electric dipole moment (eEDM). PbF radical has several advantages in the measurement of eEDM. However, as a most reactive radical, the generation of PbF is very hard, and its spectral investigation is still scarce. The main proposes of this project is focus on the measurement of molecular structures and high-resolution spectra of PbF. The investigation includes four parts: (1) the generation of lower rotational temperature PbF radical; (2) obtain the hyperfine structure and Ω-doubling constants by measuring its high-resolution spectra; (3) obtain the permanent electric dipole moments by measuring its optical Stark spectra; (4) obtain the magnetic g-factors by measuring its optical Zeeman spectra.

分子的结构和精密光谱的研究是精密测量物理的一个重要研究方向，可为电子电偶极矩（eEDM）的测量提供重要依据。强反应活性自由基分子PbF在eEDM测量方面有很多独特的优势，但对其进行制备具有一定的挑战性，同时其超精细能级结构、永久电偶极矩和磁因子等方面的精确测量也存在较大的困难。本项目的研究目标主要集中于测量PbF分子的结构和精密光谱，具体内容分为以下四个方面：（1）有效地制备低转动温度的PbF分子束源，为测量PbF的高精度光谱提供稳定产量的分子束；（2）测量PbF分子的超精细结构光谱，获得其电子基态和激发态的超精细结构和Ω双分裂常数；（3）测量PbF在静电场中的Stark光谱，获得相应电子态的永久电偶极矩（ue）；（4）测量PbF在静磁场中的Zeeman光谱，获得相应电子态的磁因子（g)。

分子的结构和精密光谱的研究是精密测量物理的一个重要研究方向，可为电子电偶极矩（eEDM）的测量提供重要依据。强反应活性自由基分子PbF在eEDM测量方面有很多独特的优势，但对其进行制备具有一定的挑战性，同时其超精细能级结构、永久电偶极矩、FC因子和磁因子等方面的精确测量也存在较大的困难。本项目的研究目标主要围绕着PbF分子的结构和精密光谱的测量。主要研究内容和结果如下：（1）有效地制备低转动温度的PbF分子束源，为测量PbF的高精度光谱提供稳定产量的分子束；（2）成功的搭建了2套用激光溅射化学反应的方法制备自由基分子和激光诱导荧光的方法分别测量精细结构和超精细结构光谱的装置；（3）成功地测量PbF分子的A-X和B-X电子态跃迁的精细结构和超精细结构光谱；（4）对PbF分子在外场中的光谱展开研究（5）同时我们还围绕着PbF分子的制备、光谱测量和理论计算等方面展开了一系列其他支撑性研究；（6）到目前为止，在该项目的支持下所开展的研究成果，已整理、分析、撰写和发表论文10余篇。其他的实验和理论结果，尚在整理分析撰写和投稿中。我们的研究中所用的制备PbF分子的方法（我们已经该方法进行推广，成功地制备了其它金属化合物分子），对于制备其他用于精密光谱研究的含重金属原子的极性分子具有参考和指导价值。理论计算方法和实验结果，为电子电偶矩测量、me/mp、激光冷却和囚禁实验提供了光谱依据。