A lézeres hűtés elve és alkalmazása hideg atomokra
A hideg atomfizikában számos kísérleti munka megköveteli a részecskék szabályozását (ionos atomok bebörtönzését, például atomórák használatát), lassításukat és a mérési pontosság javítását. A lézertechnológia fejlődésével a lézeres hűtés széles körben elterjedt a hideg atomokban is.
Atomi szinten a hőmérséklet lényege a részecskék mozgásának sebessége. A lézeres hűtés fotonok és atomok felhasználását jelenti az impulzuscserére, ezáltal hűtve az atomokat. Például, ha egy atomnak van egy előrehaladási sebessége, majd elnyel egy ellentétes irányban mozgó repülő fotont, akkor a sebessége lelassul. Ez olyan, mint egy labda, amely előre gurul a füvön: ha nem nyomják más erők, akkor megáll a fűvel való érintkezés által keltett „ellenállás” miatt.
Ez az atomok lézeres hűtése, és a folyamat egy ciklus. És ennek a ciklusnak köszönhetően az atomok folyamatosan lehűlnek.
Ebben az esetben a legegyszerűbb hűtés a Doppler-effektus alkalmazása.
Azonban nem minden atom hűthető lézerrel, és ennek eléréséhez egy „ciklikus átmenetet” kell találni az atomszintek között. Csak ciklikus átmeneteken keresztül érhető el és folytatódhat folyamatosan a hűtés.
Jelenleg, mivel az alkálifém-atom (például Na) csak egy elektronnal rendelkezik a külső rétegben, és az alkáliföldfém-csoport legkülső rétegében lévő két elektron (például Sr) is egy egésznek tekinthető, e két atom energiaszintje nagyon egyszerű, és könnyen elérhető a „ciklikus átmenet”, így az emberek által most lehűtött atomok többnyire egyszerű alkálifém- vagy alkáliföldfém-atomok.
A lézeres hűtés elve és alkalmazása hideg atomokra
Közzététel ideje: 2023. június 25.