Принцип ласерског хлађења и његова примена на хладне атоме

Принцип ласерског хлађења и његова примена на хладне атоме

У физици хладних атома, много експерименталног рада захтева контролу честица (затварање јонских атома, као што су атомски сатови), њихово успоравање и побољшање тачности мерења. Са развојем ласерске технологије, ласерско хлађење је такође почело да се широко користи у хладним атомима.

На атомској скали, суштина температуре је брзина којом се честице крећу. Ласерско хлађење је употреба фотона и атома за размену импулса, чиме се атоми хладе. На пример, ако атом има брзину напред, а затим апсорбује летећи фотон који путује у супротном смеру, онда ће се његова брзина успорити. Ово је као лопта која се котрља напред по трави, ако је не гурају друге силе, она ће се зауставити због „отпора“ насталог контактом са травом.

Ово је ласерско хлађење атома, а процес је циклус. И управо због овог циклуса атоми се стално хладе.

У овом случају, најједноставније хлађење је коришћење Доплеровог ефекта.

Међутим, не могу се сви атоми хладити ласерима и мора се пронаћи „циклични прелаз“ између атомских нивоа да би се то постигло. Само кроз цикличне прелазе може се постићи хлађење и наставити континуирано.

Тренутно, пошто атом алкалног метала (као што је На) има само један електрон у спољашњем слоју, а два електрона у најудаљенијем слоју земноалкалне групе (као што је Ср) такође се могу посматрати као целина, енергија нивои ова два атома су веома једноставни и лако се постиже „циклични прелаз“, тако да су атоми које сада људи хладе углавном једноставни атоми алкалних метала или земноалкални атоми.

Принцип ласерског хлађења и његова примена на хладне атоме