Načelo laserskega hlajenja in njegova uporaba za hladne atome
V fiziki hladnih atomov veliko eksperimentalnega dela zahteva nadzor delcev (ujetje ionskih atomov, kot so atomske ure), njihovo upočasnjevanje in izboljšanje natančnosti meritev. Z razvojem laserske tehnologije se je lasersko hlajenje začelo široko uporabljati tudi pri hladnih atomih.
Na atomski ravni je bistvo temperature hitrost, s katero se delci gibljejo. Lasersko hlajenje je uporaba fotonov in atomov za izmenjavo gibalne količine, s čimer se atomi ohladijo. Če ima na primer 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 potiskajo druge sile, se bo ustavila zaradi "upora", ki ga povzroči stik s travo.
To je lasersko hlajenje atomov, proces pa je cikel. Zaradi tega cikla se atomi nenehno ohlajajo.
Pri tem je najpreprostejše hlajenje uporaba Dopplerjevega efekta.
Vendar pa vseh atomov ni mogoče ohladiti z laserji, zato je za dosego tega treba najti "ciklični prehod" med atomskimi nivoji. Le s cikličnimi prehodi je mogoče doseči hlajenje in ga neprekinjeno nadaljevati.
Trenutno, ker ima atom alkalijske kovine (kot je Na) v zunanji plasti samo en elektron, dva elektrona v najbolj zunanji plasti zemeljskoalkalijske skupine (kot je Sr) pa lahko obravnavamo kot celoto, so energijske ravni teh dveh atomov zelo preproste in je enostavno doseči "ciklični prehod", zato so atomi, ki jih ljudje zdaj hladijo, večinoma preprosti atomi alkalijske kovine ali zemeljskoalkalijske kovine.
Načelo laserskega hlajenja in njegova uporaba za hladne atome
Čas objave: 25. junij 2023