O que é resfriamento a laser?
O resfriamento a laser é um método de desaceleração dos átomos e, assim, resfriá -los, usando lasers. Normalmente, vemos os lasers como aquecendo as coisas, e eles certamente fazem em escalas macroscópicas, mas para átomos individuais ou pequenos grupos de átomos, eles podem ser usados para resfriamento. As temperaturas mais frias já geradas, menos de meio bilhão de um kelvin (0,5 nanokelvins) foram alcançadas usando uma combinação de resfriamento a laser e resfriamento evaporativo. Essas temperaturas são alcançadas com pequenas quantidades de gases difusos. Enquanto a velocidade do átomo for maior que a velocidade do recuo da emissão de fótons, a velocidade geral é reduzida. Se você estivesse flutuando em um hovercraft, movendo uma velocidade significativa em uma direção e jogou aleatoriamente bolas metálicas para fora do hovercraft, eventualmente sua velocidade desaceleraria e seus movimentos seriam totalmente ditadosatos pelo efeito de recuo de jogar as bolas. É assim que o resfriamento a laser funciona.
O resfriamento a laser tem como alvo seletivamente os átomos que se movem em certas direções e em determinadas velocidades dentro do gás. Ajustando a luz a uma frequência específica, logo abaixo da frequência ressonante da substância, o laser armadilha atinge apenas os átomos que se movem em direção a ele. Isso se deve ao efeito Doppler - quando o átomo está se movendo em direção ao laser de origem, a frequência da luz aumenta do ponto de vista desse átomo. Essa é a mesma razão pela qual a frequência sonora varia quando um trem acelera um observador estacionário - a velocidade relativa entre a fonte e o objeto manipula a frequência aparente. Para os átomos que não estão se movendo nessa velocidade limiar, eles são transparentes para o laser e, portanto, não são afetados por ele.
Quando a aparente frequência da luz em relação a certos átomos no laser cA armadilha de ooling está certa, o átomo absorve os fótons recebidos, fica mais energético temporariamente e emite um fóton. Portanto, os átomos que se movem em uma certa direção sobre uma velocidade limite são seletivamente lentos pelo dispositivo de resfriamento a laser. Ao organizar os lasers em uma matriz tridimensional, ao redor do gás difuso, a velocidade atômica nos três graus de liberdade pode ser umedecida, levando a um movimento menos atômico e, portanto, mais baixa temperatura. O gás deve ser difuso para garantir que os fótons não sejam reabsorvidos por átomos adjacentes. Manipular lentamente a frequência do laser também pode ser útil, pois pode exigir vários estágios de resfriamento para diminuir o gás para a temperatura desejada. Faça isso com cuidado, e talvez você obtenha essa concessão de pesquisa que sempre quis.