Prinzip der Laserkühlung und ihrer Anwendung auf kalte Atome

Prinzip der Laserkühlung und ihrer Anwendung auf kalte Atome

In der kalten Atomphysik erfordert viele experimentelle Arbeiten die Kontrolle von Partikeln (inhaftierende ionische Atome wie Atomuhren), die Verlangsamung und die Verbesserung der Messgenauigkeit. Mit der Entwicklung der Lasertechnologie wurde auch die Laserkühlung in kalten Atomen weit verbreitet.

Im atomaren Maßstab ist die Essenz der Temperatur die Geschwindigkeit, mit der sich die Partikel bewegen. Die Laserkühlung ist die Verwendung von Photonen und Atomen, um Dynamik auszutauschen und damit Atome zu kühlen. Wenn beispielsweise ein Atom eine Vorwärtsgeschwindigkeit hat und dann ein fliegendes Photon in die entgegengesetzte Richtung absorbiert, verlangsamt sich seine Geschwindigkeit. Dies ist wie ein Ball, der nach vorne auf dem Gras rollt, wenn er nicht von anderen Kräften gedrängt wird, wird er aufgrund des „Widerstands“, der durch Kontakt mit dem Gras verursacht wird, aufhören.

Dies ist die Laserkühlung von Atomen, und der Prozess ist ein Zyklus. Und es liegt an diesem Zyklus, dass sich die Atome immer wieder abkühlen.

Darin ist die einfachste Kühlung die Verwendung des Doppler -Effekts.

Es können jedoch nicht alle Atome von Lasern abgekühlt werden, und ein „zyklischer Übergang“ muss zwischen den Atomniveaus gefunden werden, um dies zu erreichen. Nur durch zyklische Übergänge können Abkühlung erreicht werden und kontinuierlich fortgesetzt werden.

Derzeit, da das Alkali -Metall -Atom (wie Na) nur ein Elektron in der Außenschicht hat und die beiden Elektronen in der äußersten Schicht der Alkali -Erdgruppe (wie SR) auch als Ganzes angesehen werden können, sind die Energieniveaus diese beiden Atome sehr einfach, und es sind leicht, „zyklische Metallanlage“ zu erreichen.

Prinzip der Laserkühlung und ihrer Anwendung auf kalte Atome