Princippet for laserkøling og dets anvendelse på kolde atomer
Inden for kold atomfysik kræver meget eksperimentelt arbejde kontrol af partikler (fængsling af ioniske atomer, såsom atomure), deres hastighedssænkning og forbedring af målenøjagtigheden. Med udviklingen af laserteknologi er laserkøling også begyndt at blive bredt anvendt i kolde atomer.
På atomar skala er essensen af temperatur den hastighed, hvormed partikler bevæger sig. Laserkøling er brugen af fotoner og atomer til at udveksle momentum, hvorved atomer afkøles. For eksempel, hvis et atom har en fremadrettet hastighed, og det absorberer en flyvende foton, der bevæger sig i den modsatte retning, vil dets hastighed aftage. Dette er som en bold, der ruller fremad på græsset. Hvis den ikke skubbes af andre kræfter, vil den stoppe på grund af den "modstand", der opstår ved kontakt med græsset.
Dette er laserkøling af atomer, og processen er en cyklus. Og det er på grund af denne cyklus, at atomerne bliver ved med at køle ned.
I dette tilfælde er den enkleste afkøling at bruge Doppler-effekten.
Imidlertid kan ikke alle atomer afkøles af lasere, og der skal findes en "cyklisk overgang" mellem atomniveauer for at opnå dette. Kun gennem cykliske overgange kan afkøling opnås og fortsætte kontinuerligt.
Da alkalimetalatomet (såsom Na) kun har én elektron i det ydre lag, og de to elektroner i det yderste lag af jordalkaligruppen (såsom Sr) også kan betragtes som en helhed, er energiniveauerne for disse to atomer meget enkle, og det er let at opnå en "cyklisk overgang", så de atomer, der nu afkøles af mennesker, er for det meste simple alkalimetalatomer eller jordalkaliatomer.
Princippet for laserkøling og dets anvendelse på kolde atomer
Opslagstidspunkt: 25. juni 2023