Laserjäähdytyksen periaate ja sen soveltaminen kylmiin atomeihin
Kylmän atomifysiikassa paljon kokeellista työtä vaatii hiukkasten hallintaa (ioniatomien, kuten atomikellojen vangitsemista), niiden hidastamista ja mittaustarkkuuden parantamista. Lasertekniikan kehityksen myötä laserjäähdytystä on alettu laajalti käyttää myös kylmissä atomeissa.
Atomiasteikolla lämpötilan ydin on nopeus, jolla hiukkaset liikkuvat. Laserjäähdytys on fotonien ja atomien käyttöä liikemäärän vaihtamiseen ja siten atomien jäähdyttämiseen. Esimerkiksi, jos atomilla on eteenpäin suuntautuva nopeus, ja sitten se absorboi vastakkaiseen suuntaan kulkevan lentävän fotonin, sen nopeus hidastuu. Tämä on kuin nurmikolla eteenpäin vierivä pallo, jos muut voimat eivät työnnä sitä, se pysähtyy ruohon kosketuksen aiheuttaman "vastuksen" takia.
Tämä on atomien laserjäähdytystä, ja prosessi on sykli. Ja juuri tämän syklin takia atomit jäähtyvät jatkuvasti.
Tässä yksinkertaisin jäähdytys on käyttää Doppler-ilmiötä.
Kaikkia atomeja ei kuitenkaan voida jäähdyttää lasereilla, ja tämän saavuttamiseksi on löydettävä "syklinen siirtymä" atomitasojen välillä. Jäähtyminen voidaan saavuttaa ja jatkua jatkuvasti vain syklisten siirtymien kautta.
Tällä hetkellä, koska alkalimetalliatomilla (kuten Na) on vain yksi elektroni ulkokerroksessa ja kaksi elektronia maa-alkaliryhmän uloimmassa kerroksessa (kuten Sr) voidaan pitää myös kokonaisuutena, energia Näiden kahden atomin tasot ovat hyvin yksinkertaisia, ja "syklinen siirtymä" on helppo saavuttaa, joten ihmisten jäähdyttämät atomit ovat enimmäkseen yksinkertaisia alkalimetalliatomeja tai maa-alkaliatomeja.
Laserjäähdytyksen periaate ja sen soveltaminen kylmiin atomeihin
Postitusaika: 25.6.2023