Princip laserskega hlajenja in njegova uporaba pri hladnih atomih
V fiziki hladnih atomov veliko eksperimentalnega dela zahteva nadzorovanje delcev (zapiranje ionskih atomov, kot so atomske ure), njihovo upočasnitev in izboljšanje natančnosti meritev. Z razvojem laserske tehnologije se je lasersko hlajenje začelo množično uporabljati tudi pri hladnih atomih.
Na atomski lestvici je bistvo temperature hitrost, s katero se delci premikajo. Lasersko hlajenje je uporaba fotonov in atomov za izmenjavo gibalne količine, s čimer se hladijo atomi. Na primer, če ima atom hitrost naprej in nato absorbira leteči foton, ki potuje v nasprotni smeri, se bo njegova hitrost upočasnila. To je kot žoga, ki se kotali naprej po travi, če je ne potisnejo druge sile, se bo ustavila zaradi »upora«, ki ga povzroči stik s travo.
To je lasersko hlajenje atomov, proces pa je cikel. In zaradi tega cikla se atomi nenehno ohlajajo.
Pri tem je najenostavnejše hlajenje z uporabo Dopplerjevega učinka.
Vendar pa vseh atomov ni mogoče ohladiti z laserji in za dosego tega je treba najti "ciklični prehod" med atomskimi nivoji. Hlajenje je mogoče doseči in nadaljevati neprekinjeno le s cikličnimi prehodi.
Trenutno, ker ima atom alkalijske kovine (kot je Na) samo en elektron v zunanji plasti in dva elektrona v najbolj oddaljeni plasti skupine alkalijskih zemelj (kot je Sr) prav tako lahko obravnavamo kot celoto, energija ravni teh dveh atomov so zelo preproste in enostavno je doseči "ciklični prehod", tako da so atomi, ki jih zdaj ljudje hladijo, večinoma preprosti atomi alkalijskih kovin ali atomi zemeljskoalkalijskih kovin.
Princip laserskega hlajenja in njegova uporaba pri hladnih atomih
Čas objave: 25. junij 2023