Αρχή της ψύξης με λέιζερ και η εφαρμογή της σε ψυχρά άτομα
Στη φυσική ψυχρών ατόμων, μεγάλο μέρος της πειραματικής εργασίας απαιτεί τον έλεγχο των σωματιδίων (φυλάκιση ιοντικών ατόμων, όπως τα ατομικά ρολόγια), την επιβράδυνσή τους και τη βελτίωση της ακρίβειας των μετρήσεων. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας λέιζερ, η ψύξη με λέιζερ έχει επίσης αρχίσει να χρησιμοποιείται ευρέως σε ψυχρά άτομα.
Σε ατομική κλίμακα, η ουσία της θερμοκρασίας είναι η ταχύτητα με την οποία κινούνται τα σωματίδια. Η ψύξη με λέιζερ είναι η χρήση φωτονίων και ατόμων για την ανταλλαγή ορμής, ψύχοντας έτσι τα άτομα. Για παράδειγμα, εάν ένα άτομο έχει μια ταχύτητα προς τα εμπρός και στη συνέχεια απορροφήσει ένα ιπτάμενο φωτόνιο που ταξιδεύει προς την αντίθετη κατεύθυνση, τότε η ταχύτητά του θα επιβραδυνθεί. Αυτό είναι σαν μια μπάλα που κυλάει προς τα εμπρός στο γρασίδι, αν δεν ωθηθεί από άλλες δυνάμεις, θα σταματήσει λόγω της «αντίστασης» που προκαλείται από την επαφή με το γρασίδι.
Αυτή είναι η ψύξη των ατόμων με λέιζερ, και η διαδικασία είναι ένας κύκλος. Και λόγω αυτού του κύκλου τα άτομα συνεχίζουν να ψύχονται.
Σε αυτή την περίπτωση, η απλούστερη ψύξη είναι η χρήση του φαινομένου Doppler.
Ωστόσο, δεν μπορούν όλα τα άτομα να ψυχθούν με λέιζερ και για να επιτευχθεί αυτό πρέπει να βρεθεί μια «κυκλική μετάβαση» μεταξύ των ατομικών επιπέδων. Μόνο μέσω κυκλικών μεταβάσεων μπορεί να επιτευχθεί ψύξη και να συνεχιστεί συνεχώς.
Προς το παρόν, επειδή το άτομο αλκαλιμετάλλου (όπως το Na) έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό στρώμα και τα δύο ηλεκτρόνια στο εξωτερικό στρώμα της ομάδας αλκαλικών γαιών (όπως το Sr) μπορούν επίσης να θεωρηθούν ως ένα σύνολο, τα επίπεδα ενέργειας αυτών των δύο ατόμων είναι πολύ απλά και είναι εύκολο να επιτευχθεί «κυκλική μετάβαση», έτσι ώστε τα άτομα που ψύχονται τώρα από τους ανθρώπους να είναι ως επί το πλείστον απλά άτομα αλκαλιμετάλλων ή άτομα αλκαλικών γαιών.
Αρχή της ψύξης με λέιζερ και η εφαρμογή της σε ψυχρά άτομα
Ώρα δημοσίευσης: 25 Ιουνίου 2023