레이저 냉각이란 무엇입니까?

레이저 냉각은 레이저를 사용하여 원자를 느리게하여 냉각시키는 방법입니다. 일반적으로 우리는 레이저를 가열하는 것으로보고, 거시적 인 규모로 수행하지만 개별 원자 또는 작은 원자 그룹의 경우 냉각에 사용될 수 있습니다. 레이저 냉각과 증발 냉각의 조합을 사용하여 50 억분의 1 켈빈 (0.5 나노 켈) 미만의 가장 낮은 온도를 달성했습니다. 이 온도는 소량의 확산 가스로 달성됩니다.

레이저 냉각이 원자 속도를 늦추는 주요 메커니즘은 원자가 임의의 방향으로 광자를 흡수하고 방출하게하는 것입니다. 원자의 속도가 광자 방출의 반동 속도보다 크면 전체 속도가 감소합니다. 호버크라프트에 떠 다니고 한 방향으로 상당한 속도로 움직이고 호버 크래프트에서 금속 공을 무작위로 던지면 결국 속도가 느려지고 공을 던지는 반동 효과에 따라 움직임이 완전히 결정됩니다. 그것이 레이저 냉각이 작동하는 방식입니다.

레이저 냉각은 가스 내에서 특정 방향으로 그리고 특정 속도로 움직이는 원자를 선택적으로 대상으로합니다. 물질의 공진 주파수 바로 아래에서 특정 주파수로 빛을 조정함으로써 레이저 트랩은 그쪽으로 이동하는 원자만을 목표로합니다. 이것은 도플러 효과 때문입니다. 원자가 소스 레이저를 향해 이동할 때, 그 원자의 관점에서 빛의 주파수가 증가합니다. 이것은 고정 관측자를 지나서 열차 속도가 변할 때 사운드 주파수가 변하는 것과 동일한 이유입니다. 해당 임계 속도로 이동하지 않는 원자의 경우 레이저에 투명하므로 영향을받지 않습니다.

레이저 냉각 트랩의 특정 원자에 대한 빛의 겉보기 주파수가 옳 으면 원자는 들어오는 광자를 흡수하고 일시적으로 더 활력을 얻은 다음 광자를 방출합니다. 따라서 임계 속도 이상으로 특정 방향으로 움직이는 원자는 레이저 냉각 장치에 의해 선택적으로 느려집니다. 확산 가스를 둘러싸는 3 차원 매트릭스로 레이저를 배열함으로써, 3 자유도 모두에서의 원자 속도가 감쇠되어 원자 운동이 줄어들어 온도가 낮아진다. 인접 원자에 의해 광자가 재 흡수되지 않도록 가스를 확산시켜야합니다. 레이저의 주파수를 천천히 조작하는 것도 가스를 원하는 온도로 낮추기 위해 여러 단계의 냉각이 필요할 수 있으므로 도움이 될 수 있습니다. 신중하게 수행하면 항상 원했던 연구 보조금을받을 수 있습니다.