Laserjahutuse põhimõte ja selle rakendamine külmadele aatomitele

Laserjahutuse põhimõte ja selle rakendamine külmadele aatomitele

Külma aatomi füüsikas nõuab suur osa eksperimentaalsest tööst osakeste kontrollimist (ioonaatomite, näiteks aatomkellade vangistamist), nende aeglustamist ja mõõtmistäpsuse parandamist.Lasertehnoloogia arenedes on külmade aatomite puhul hakatud laialdaselt kasutama ka laserjahutust.

Aatomi skaalal on temperatuuri olemus osakeste liikumise kiirus.Laserjahutus on footonite ja aatomite kasutamine impulsi vahetamiseks, aatomite jahutamiseks.Näiteks kui aatomil on edasisuunaline kiirus ja seejärel neelab see vastassuunas lendava footoni, siis selle kiirus aeglustub.See on nagu pall, mis veereb murul edasi, kui seda ei lükka teised jõud, siis see peatub muruga kokkupuutel tekkiva “vastupanu” tõttu.

See on aatomite laserjahutus ja protsess on tsükkel.Ja just selle tsükli tõttu aatomid pidevalt jahtuvad.

Selles on kõige lihtsam jahutamine kasutada Doppleri efekti.

Kuid mitte kõiki aatomeid ei saa laseritega jahutada ja selle saavutamiseks tuleb aatomitasemete vahel leida "tsükliline üleminek".Ainult tsükliliste üleminekute abil on võimalik jahutamist saavutada ja see jätkub pidevalt.

Kuna leelismetalli aatomi (nagu Na) väliskihis on ainult üks elektron ja leelismuldrühma kõige välimises kihis (nagu Sr) olevat kahte elektroni võib praegu vaadelda ka tervikuna, võib energiat käsitleda tervikuna. Nende kahe aatomi tasemed on väga lihtsad ja "tsüklilist üleminekut" on lihtne saavutada, nii et aatomid, mida inimesed praegu jahutavad, on enamasti lihtsad leelismetallide või leelismuldmetallide aatomid.

Laserjahutuse põhimõte ja selle rakendamine külmadele aatomitele