Principe du refroidissement laser et son application aux atomes froids
En physique des atomes froids, de nombreux travaux expérimentaux nécessitent de contrôler les particules (en emprisonnant des atomes ioniques, comme les horloges atomiques), de les ralentir et d’améliorer la précision des mesures. Avec le développement de la technologie laser, le refroidissement laser a également commencé à être largement utilisé dans les atomes froids.
À l’échelle atomique, l’essence de la température est la vitesse à laquelle les particules se déplacent. Le refroidissement laser consiste à utiliser des photons et des atomes pour échanger de l'impulsion, refroidissant ainsi les atomes. Par exemple, si un atome a une vitesse vers l’avant et qu’il absorbe ensuite un photon volant se déplaçant dans la direction opposée, sa vitesse ralentira. C'est comme une balle qui roule vers l'avant sur l'herbe, si elle n'est pas poussée par d'autres forces, elle s'arrêtera en raison de la « résistance » provoquée par le contact avec l'herbe.
Il s’agit du refroidissement laser des atomes et le processus est un cycle. Et c’est à cause de ce cycle que les atomes continuent de se refroidir.
En cela, le refroidissement le plus simple consiste à utiliser l’effet Doppler.
Cependant, tous les atomes ne peuvent pas être refroidis par des lasers, et pour y parvenir, une « transition cyclique » doit être trouvée entre les niveaux atomiques. Ce n'est que par des transitions cycliques que le refroidissement peut être obtenu et se poursuivre en continu.
À l'heure actuelle, comme l'atome de métal alcalin (tel que Na) n'a qu'un seul électron dans la couche externe et que les deux électrons dans la couche la plus externe du groupe alcalino-terreux (tel que Sr) peuvent également être considérés comme un tout, l'énergie Les niveaux de ces deux atomes sont très simples et il est facile de réaliser une « transition cyclique », de sorte que les atomes qui sont maintenant refroidis par les gens sont pour la plupart de simples atomes de métaux alcalins ou des atomes alcalino-terreux.
Principe du refroidissement laser et son application aux atomes froids
Heure de publication : 25 juin 2023