Princip laserskog hlađenja i njegova primjena na hladne atome

Princip laserskog hlađenja i njegova primjena na hladne atome

U fizici hladnih atoma, veliki dio eksperimentalnog rada zahtijeva kontrolu čestica (zatvaranje ionskih atoma, poput atomskih satova), njihovo usporavanje i poboljšanje tačnosti mjerenja. Razvojem laserske tehnologije, lasersko hlađenje je također počelo da se široko koristi kod hladnih atoma.

Na atomskoj skali, suština 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 kretanja unaprijed, a zatim apsorbira leteći foton koji putuje u suprotnom smjeru, tada će se njegova brzina usporiti. To je kao lopta koja se kotrlja naprijed po travi, ako je ne potiskuju druge sile, zaustavit će se zbog "otpora" uzrokovanog kontaktom s travom.

Ovo je lasersko hlađenje atoma, a proces je cikličan. I zbog ovog ciklusa atomi se stalno hlade.

U ovom slučaju, najjednostavnije hlađenje je korištenje Dopplerovog efekta.

Međutim, ne mogu se svi atomi ohladiti laserima, a da bi se to postiglo, mora se pronaći "ciklični prijelaz" između atomskih nivoa. Samo putem cikličnih prijelaza može se postići hlađenje i nastaviti kontinuirano.

Trenutno, budući da atom alkalnog metala (kao što je Na) ima samo jedan elektron u vanjskom sloju, a dva elektrona u najudaljenijem sloju zemnoalkalijske grupe (kao što je Sr) također se mogu smatrati cjelinom, energetski nivoi ova dva atoma su vrlo jednostavni i lako je postići "cikličku tranziciju", tako da su atomi koje ljudi sada hlade uglavnom jednostavni atomi alkalnih metala ili zemnoalkalnih metala.

Princip laserskog hlađenja i njegova primjena na hladne atome