Co je chlazení laseru?
laserové chlazení je metoda zpomalování atomů, a tak je chlazení pomocí laserů. Obvykle považujeme lasery za zahřívání věcí a určitě to dělají na makroskopických měřítcích, ale pro jednotlivé atomy nebo malé skupiny atomů mohou být použity k chlazení. Nejchladnější teploty, které kdy byly generovány, méně než půl miliardy Kelvin (0,5 nanokelvinů) byly dosaženy pomocí kombinace laserového chlazení a odpařovacího chlazení. Těchto teplot je dosaženo malým množstvím difúzních plynů. Dokud je rychlost atomu větší než rychlost emise fotonu, celková rychlost se sníží. Pokud jste se vznášeli na vznášejícím se s pohybem, pohybovali významnou rychlostí v jednom směru a náhodně hodili kovové koule z vznášejícího seúčinek zpětného účinku házení koulí. Takto funguje chlazení laseru.
Laserové chlazení selektivně cílí atomy pohybující se v určitých směrech a při určitých rychlostech v plynu. Naladěním světla na specifickou frekvenci, těsně pod rezonanční frekvencí pro látku, laserová pasti zacílí pouze na atomy, které směřují k němu. Je to způsobeno Dopplerovým efektem - když se atom pohybuje směrem k zdrojovému laseru, frekvence světla se z pohledu atomu zvyšuje. To je stejný důvod, proč se zvuková frekvence mění, jak se vlak zvyšuje kolem stacionárního pozorovatele - relativní rychlost mezi zdrojem a objektem manipuluje s zjevnou frekvencí. Aby se atomy nepohybovaly při této prahové rychlosti, jsou transparentní k laseru, a proto nejsou tím ovlivněny.
Když zjevná frekvence světla vzhledem k určitým atomům v laseru c COolingová past je pravda, atom absorbuje příchozí fotony, dočasně je energetičtější a poté vydává foton. Atomy pohybující se v určitém směru přes prahovou rychlost jsou selektivně zpomaleny laserovým chladicím zařízením. Uspořádáním laserů v trojrozměrné matrici, obklopujícím difúzní plyn, může být atomová rychlost ve všech třech stupních volnosti tlumena, což vede k menšímu atomovému pohybu, a proto k nižší teplotě. Plyn musí být difúzní, aby se zajistilo, že fotony nejsou reabsorbovány sousedními atomy. Pomalu může být také užitečná manipulace s frekvence laseru, protože může vyžadovat několik fází chlazení, aby se plyn snížil na požadovanou teplotu. Udělejte to opatrně a možná dostanete ten výzkumný grant, který jste vždy chtěli.