Princip laserskog hlađenja i njegova primjena na hladne atome

Princip laserskog hlađenja i njegova primjena na hladne atome

U fizici hladnog atoma, mnogo eksperimentalnog rada zahtijeva kontrolu čestica (zatvaranje ionskih atoma, kao što su atomski satovi), njihovo usporavanje i poboljšanje točnosti mjerenja. S razvojem laserske tehnologije, lasersko hlađenje također se počelo široko koristiti u hladnim atomima.

Na atomskoj razini, bit temperature je brzina kojom se čestice kreću. Lasersko hlađenje je korištenje fotona i atoma za razmjenu impulsa, čime se hlade atomi. Na primjer, ako atom ima brzinu prema naprijed, a zatim apsorbira leteći foton koji putuje u suprotnom smjeru, tada će se njegova brzina usporiti. Ovo je poput lopte koja se kotrlja naprijed po travi, ako je ne guraju druge sile, zaustavit će se zbog "otpora" koji uzrokuje kontakt s travom.

To je lasersko hlađenje atoma, a proces je ciklus. I upravo zbog tog ciklusa atomi se stalno hlade.

Pri tome je najjednostavnije hlađenje pomoću Dopplerovog efekta.

Međutim, ne mogu se svi atomi hladiti laserima i mora se pronaći "ciklički prijelaz" između atomskih razina da bi se to postiglo. Samo kroz cikličke prijelaze može se postići i nastaviti kontinuirano hlađenje.

Trenutno, budući da atom alkalijskog metala (kao što je Na) ima samo jedan elektron u vanjskom sloju, a dva elektrona u najudaljenijem sloju zemnoalkalne skupine (kao što je Sr) također se mogu promatrati kao cjelina, energija razine ova dva atoma su vrlo jednostavne i lako je postići "ciklički prijelaz", tako da su atomi koje sada ljudi hlade uglavnom jednostavni atomi alkalijskih metala ili atomi zemlje alkalijskih metala.

Princip laserskog hlađenja i njegova primjena na hladne atome