Princíp chladenia lasera a jeho aplikácia na studené atómy
Vo fyzike studených atómov si veľa experimentálnej práce vyžaduje ovládanie častíc (uväznenie iónových atómov, ako sú atómové hodiny), ich spomalenie a zlepšenie presnosti merania.S rozvojom laserovej technológie sa laserové chladenie začalo vo veľkej miere využívať aj v studených atómoch.
V atómovom meradle je podstatou teploty rýchlosť, ktorou sa častice pohybujú.Laserové chladenie je použitie fotónov a atómov na výmenu hybnosti, čím sa atómy ochladzujú.Napríklad, ak má atóm doprednú rýchlosť a potom absorbuje letiaci fotón pohybujúci sa v opačnom smere, jeho rýchlosť sa spomalí.Je to ako guľa kotúľajúca sa dopredu po tráve, ak nie je tlačená inými silami, zastaví sa kvôli „odporu“, ktorý spôsobuje kontakt s trávou.
Toto je laserové chladenie atómov a proces je cyklus.A práve kvôli tomuto cyklu sa atómy stále ochladzujú.
V tomto je najjednoduchšie chladenie využiť Dopplerov efekt.
Nie všetky atómy však môžu byť ochladzované lasermi a na dosiahnutie tohto cieľa je potrebné nájsť medzi atómovými úrovňami „cyklický prechod“.Iba prostredníctvom cyklických prechodov možno dosiahnuť chladenie a pokračovať v ňom nepretržite.
V súčasnosti, pretože atóm alkalického kovu (ako je Na) má iba jeden elektrón vo vonkajšej vrstve a dva elektróny vo vonkajšej vrstve skupiny alkalických zemín (ako je Sr) možno tiež považovať za celok, energia úrovne týchto dvoch atómov sú veľmi jednoduché a je ľahké dosiahnuť „cyklický prechod“, takže atómy, ktoré sú teraz ľuďmi ochladzované, sú väčšinou jednoduché atómy alkalických kovov alebo atómov alkalických zemín.
Princíp chladenia lasera a jeho aplikácia na studené atómy
Čas odoslania: 25. júna 2023