Principe du refroidissement par laser et son application aux atomes froids
En physique des atomes froids, de nombreux travaux expérimentaux nécessitent de contrôler les particules (emprisonner 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, la température est essentiellement la vitesse à laquelle les particules se déplacent. Le refroidissement laser utilise des photons et des atomes pour échanger de l'impulsion, refroidissant ainsi les atomes. Par exemple, si un atome a une vitesse directe et qu'il absorbe un photon se déplaçant en sens inverse, sa vitesse ralentira. C'est comme une balle qui roule sur l'herbe : si elle n'est pas poussée par d'autres forces, elle s'arrêtera en raison de la « résistance » créée par le contact avec l'herbe.
Il s'agit du refroidissement laser des atomes, un processus cyclique. C'est grâce à ce cycle que les atomes continuent de se refroidir.
Dans ce cas, le refroidissement le plus simple consiste à utiliser l’effet Doppler.
Cependant, tous les atomes ne peuvent pas être refroidis par laser, et une « transition cyclique » entre les niveaux atomiques est nécessaire pour y parvenir. Seules ces transitions cycliques permettent d'obtenir un refroidissement continu.
À l'heure actuelle, étant donné que l'atome de métal alcalin (tel que Na) n'a qu'un seul électron dans la couche externe, et que les deux électrons de la couche la plus externe du groupe alcalino-terreux (tel que Sr) peuvent également être considérés comme un tout, les niveaux d'énergie 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 principalement de simples atomes de métal alcalin ou des atomes alcalino-terreux.
Principe du refroidissement par laser et son application aux atomes froids
Date de publication : 25 juin 2023