Прынцып лазернага астуджэння і яго прымяненне да халодных атамаў

Прынцып лазернага астуджэння і яго прымяненне да халодных атамаў

У фізіцы халодных атамаў шмат эксперыментальнай працы патрабуе кіравання часціцамі (зняволення іённых атамаў, такіх як атамныя гадзіннікі), іх запаволення і павышэння дакладнасці вымярэнняў. З развіццём лазернай тэхналогіі лазернае астуджэнне таксама пачало шырока выкарыстоўвацца ў халодных атамах.

У атамным маштабе сутнасць тэмпературы - гэта хуткасць, з якой рухаюцца часціцы. Лазернае астуджэнне - гэта выкарыстанне фатонаў і атамаў для абмену імпульсам, тым самым астуджаючы атамы. Напрыклад, калі атам мае паступальную хуткасць, а затым ён паглынае лятучы фатон, які рухаецца ў процілеглым кірунку, то яго хуткасць замарудзіцца. Гэта як мяч, які коціцца наперад па траве, калі яго не штурхаюць іншыя сілы, ён спыніцца з-за «супраціўлення», выкліканага кантактам з травой.

Гэта лазернае астуджэнне атамаў, і працэс уяўляе сабой цыкл. І менавіта дзякуючы гэтаму цыклу атамы працягваюць астываць.

У гэтым самым простым астуджэнні з'яўляецца выкарыстанне эфекту Доплера.

Аднак не ўсе атамы можна астудзіць з дапамогай лазераў, і для дасягнення гэтага неабходна знайсці «цыклічны пераход» паміж атамнымі ўзроўнямі. Толькі з дапамогай цыклічных пераходаў можна дасягнуць астуджэння і працягвацца бесперапынна.

У цяперашні час, паколькі атам шчолачнага металу (напрыклад, Na) мае толькі адзін электрон у вонкавым пласце, а два электроны ў самым вонкавым пласце шчолачназямельнай групы (напрыклад, Sr) таксама можна разглядаць як адно цэлае, энергія ўзроўні гэтых двух атамаў вельмі простыя, і лёгка дасягнуць «цыклічнага пераходу», таму атамы, якія зараз астуджаюцца людзьмі, у асноўным простыя атамы шчолачных металаў або шчолачназямельных атамаў.

Прынцып лазернага астуджэння і яго прымяненне да халодных атамаў