Lāzera dzesēšanas princips un tā pielietojums aukstiem atomiem

Lāzera dzesēšanas princips un tā pielietojums aukstiem atomiem

Aukstā atoma fizikā lielam eksperimentālajam darbam ir nepieciešama daļiņu kontrole (jonu atomu, piemēram, atompulksteņu ieslodzīšana), to palēnināšana un mērījumu precizitātes uzlabošana. Attīstoties lāzertehnoloģijām, aukstos atomos ir sākusi plaši izmantot arī lāzerdzesēšanu.

Atomu mērogā temperatūras būtība ir daļiņu kustības ātrums. Lāzera dzesēšana ir fotonu un atomu izmantošana impulsa apmaiņai, tādējādi atdzesējot atomus. Piemēram, ja atomam ir ātrums uz priekšu, un tad tas absorbē lidojošu fotonu, kas pārvietojas pretējā virzienā, tad tā ātrums palēnināsies. Tas ir kā bumba, kas ripo uz priekšu pa zāli, ja to nestumj citi spēki, tā apstāsies "pretestības" dēļ, ko rada saskare ar zāli.

Šī ir atomu dzesēšana ar lāzeru, un process ir cikls. Un tieši šī cikla dēļ atomi turpina atdzist.

Šajā gadījumā visvienkāršākā dzesēšana ir Doplera efekta izmantošana.

Tomēr ne visus atomus var atdzesēt ar lāzeriem, un, lai to panāktu, ir jāatrod “cikliska pāreja” starp atomu līmeņiem. Tikai ar cikliskām pārejām var panākt dzesēšanu un turpināt nepārtraukti.

Pašlaik, tā kā sārmu metālu atoma (piemēram, Na) ārējā slānī ir tikai viens elektrons, un divus elektronus sārmzemju grupas visattālākajā slānī (piemēram, Sr) var uzskatīt arī par vienu veselumu, enerģija. šo divu atomu līmeņi ir ļoti vienkārši, un ir viegli panākt "ciklisku pāreju", tāpēc atomi, kurus tagad atdzesē cilvēki, lielākoties ir vienkārši sārmu metālu atomi vai sārmzemju atomi.

Lāzera dzesēšanas princips un tā pielietojums aukstiem atomiem