铷原子簇自发磁矩的实验观测及理论分析

在碱金属原子簇磁性的研究中,存在自由原子簇含有的原子个数及其磁矩难以准确确定的问题,本文采用光磁共振光谱检测手段,对工作温度约为328 K的饱和铷蒸汽样品中单原子分子^(87)Rb_(1)和14种簇粒子(^(87)Rb)n’(n’=2,3,…,15)的磁矩进行了深入研究.实验结果表明:在同一外磁场下,14种簇粒子(^(87)Rb)n’,的共振频率fn’与^(87)Rb_(1)的共振频率f*之间存在fn’=f*/n’的数值关系,并且各簇粒子的磁矩值与振幅值均随n’的大小和奇、偶性呈现不同性质的变化规律.运用分子轨态理论通过^(87)Rb_(n)=^(87)Rb_(n)-1+^(87)Rb联合原子簇构造模式,给出14种簇粒子^(87)Rb_(n)(n=2,3,…,15)的基态和最低激发态的电子组态和分子态项型,分析了各分子态的稳定性和发生可见塞曼效应的可能性.进一步基于双原子分子磁矩公式计算,发现当n=n’时^(87)Rb_(n)的磁矩值与(^(87)Rb)n’的磁矩值严格吻合(平均相对误差仅为0.6765%),证实了(^(87)Rb)n’和^(87)Rb_(n)的对应关系.