Прынцып лазернага астуджэння і яго прымяненне да халодных атамаў
У фізіцы халодных атамаў шмат эксперыментальных работ патрабуе кантролю часціц (зняволення іённых атамаў, такіх як атамныя гадзіннікі), іх запаволення і павышэння дакладнасці вымярэнняў. З развіццём лазерных тэхналогій лазернае астуджэнне таксама пачало шырока выкарыстоўвацца ў халодных атамах.
На атамным узроўні сутнасць тэмпературы заключаецца ў хуткасці руху часціц. Лазернае астуджэнне — гэта выкарыстанне фатонаў і атамаў для абмену імпульсам, тым самым астуджаючы атамы. Напрыклад, калі атам мае хуткасць руху наперад, а потым паглынае фатон, які ляціць у процілеглым кірунку, то яго хуткасць запавольваецца. Гэта падобна на мяч, які коціцца наперад па траве: калі яго не штурхаюць іншыя сілы, ён спыніцца з-за «супраціву», выкліканага кантактам з травой.
Гэта лазернае астуджэнне атамаў, і гэты працэс цыклічны. І менавіта дзякуючы гэтаму цыклу атамы працягваюць астываць.
У гэтым выпадку найпрасцейшым спосабам астуджэння з'яўляецца выкарыстанне эфекту Доплера.
Аднак не ўсе атамы можна астудзіць лазерамі, і для дасягнення гэтага неабходна знайсці «цыклічны пераход» паміж атамнымі ўзроўнямі. Толькі дзякуючы цыклічным пераходам можна дасягнуць астуджэння і працягваць яго бесперапынна.
У цяперашні час, паколькі атам шчолачнага металу (напрыклад, Na) мае толькі адзін электрон у вонкавым пласце, а два электроны ў самым вонкавым пласце групы шчолачназямельных металаў (напрыклад, Sr) таксама можна разглядаць як адзінае цэлае, энергетычныя ўзроўні гэтых двух атамаў вельмі простыя, і лёгка дасягнуць «цыклічнага пераходу», таму атамы, якія зараз астуджаюцца людзьмі, у асноўным з'яўляюцца простымі атамамі шчолачных металаў або атамамі шчолачназямельных металаў.
Прынцып лазернага астуджэння і яго прымяненне да халодных атамаў
Час публікацыі: 25 чэрвеня 2023 г.