Принцип лазерного охолодження та його застосування до атомів холоду

Принцип лазерного охолодження та його застосування до атомів холоду

У фізиці холодного атома багато експериментальних робіт вимагає контролю частинок (ув'язнення іонних атомів, таких як атомні годинники), уповільнення їх та підвищення точності вимірювання. З розвитком лазерної технології лазерне охолодження також почало широко застосовуватись у холодних атомах.

В атомному масштабі суть температури - це швидкість, з якою рухаються частинки. Лазерне охолодження - це використання фотонів та атомів для обміну імпульсом, тим самим охолоджуючи атоми. Наприклад, якщо атом має швидкість вперед, а потім він поглинає літаючий фотон, що рухається у зворотному напрямку, то його швидкість сповільниться. Це як куля, що котиться вперед на траві, якщо її не підштовхують інші сили, він зупиниться через «опір», спричинений контактом з травою.

Це лазерне охолодження атомів, а процес - це цикл. І саме через цей цикл атоми постійно охолоджуються.

У цьому найпростішим охолодженням є використання ефекту Доплера.

Однак не всі атоми можуть охолонути лазерами, і для цього слід знайти «циклічний перехід» між атомними рівнями. Тільки через циклічні переходи можуть бути досягнуті та продовжувати постійно.

At present, because the alkali metal atom (such as Na) has only one electron in the outer layer, and the two electrons in the outermost layer of the alkali earth group (such as Sr) can also be regarded as a whole, the energy levels of these two atoms are very simple, and it is easy to achieve “cyclic transition”, so the atoms that are now cooled by people are mostly simple alkali metal atoms or alkali earth атоми.

Принцип лазерного охолодження та його застосування до атомів холоду