Принцип на лазерното охлаждане и неговото приложение към студени атоми
Във физиката на студените атоми, голяма част от експерименталната работа изисква контролиране на частиците (затваряне на йонни атоми, като например атомни часовници), забавянето им и подобряване на точността на измерване. С развитието на лазерната технология, лазерното охлаждане също започна да се използва широко при студени атоми.
В атомен мащаб, същността на температурата е скоростта, с която се движат частиците. Лазерното охлаждане е използването на фотони и атоми за обмен на импулс, като по този начин се охлаждат атомите. Например, ако един атом има скорост на движение напред и след това абсорбира летящ фотон, движещ се в обратна посока, тогава скоростта му ще се забави. Това е като топка, търкаляща се напред по тревата, ако не е тласната от други сили, тя ще спре поради „съпротивлението“, породено от контакта с тревата.
Това е лазерно охлаждане на атоми и процесът е цикъл. И именно поради този цикъл атомите продължават да се охлаждат.
В този случай най-простото охлаждане е чрез използване на ефекта на Доплер.
Не всички атоми обаче могат да бъдат охладени с лазери и за да се постигне това, трябва да се намери „цикличен преход“ между атомните нива. Само чрез циклични преходи може да се постигне охлаждане и то да продължи непрекъснато.
В момента, тъй като атомът на алкалния метал (като Na) има само един електрон във външния слой, а двата електрона в най-външния слой на алкалоземната група (като Sr) също могат да се разглеждат като едно цяло, енергийните нива на тези два атома са много прости и е лесно да се постигне „цикличен преход“, така че атомите, които сега се охлаждат от хората, са предимно прости атоми на алкални метали или алкалоземни атоми.
Принцип на лазерното охлаждане и неговото приложение към студени атоми
Време на публикуване: 25 юни 2023 г.