Prinsip penyejukan laser dan penggunaannya pada atom sejuk

Prinsip penyejukan laser dan penggunaannya pada atom sejuk

Dalam fizik atom sejuk, banyak kerja eksperimen memerlukan zarah mengawal (memenjarakan atom ionik, seperti jam atom), memperlahankannya dan meningkatkan ketepatan pengukuran.Dengan perkembangan teknologi laser, penyejukan laser juga telah mula digunakan secara meluas dalam atom sejuk.

Pada skala atom, intipati suhu ialah kelajuan zarah bergerak.Penyejukan laser ialah penggunaan foton dan atom untuk menukar momentum, dengan itu menyejukkan atom.Sebagai contoh, jika atom mempunyai halaju ke hadapan, dan kemudian ia menyerap foton terbang yang bergerak ke arah yang bertentangan, maka halajunya akan menjadi perlahan.Ini seperti bola bergolek ke hadapan di atas rumput, jika ia tidak ditolak oleh kuasa lain, ia akan berhenti kerana "rintangan" yang disebabkan oleh sentuhan dengan rumput.

Ini adalah penyejukan laser atom, dan prosesnya adalah satu kitaran.Dan kerana kitaran inilah atom-atom terus menjadi sejuk.

Dalam hal ini, penyejukan yang paling mudah ialah menggunakan kesan Doppler.

Walau bagaimanapun, tidak semua atom boleh disejukkan oleh laser, dan "peralihan kitaran" mesti ditemui antara tahap atom untuk mencapai ini.Hanya melalui peralihan kitaran penyejukan boleh dicapai dan diteruskan secara berterusan.

Pada masa ini, kerana atom logam alkali (seperti Na) hanya mempunyai satu elektron di lapisan luar, dan dua elektron di lapisan paling luar kumpulan alkali bumi (seperti Sr) juga boleh dianggap sebagai keseluruhan, tenaga tahap kedua-dua atom ini adalah sangat mudah, dan ia adalah mudah untuk mencapai "peralihan kitaran", jadi atom yang kini disejukkan oleh manusia kebanyakannya adalah atom logam alkali mudah atau atom alkali bumi.

Prinsip penyejukan laser dan penggunaannya pada atom sejuk