Co je chlazení laseru?

Laserové chlazení je metoda zpomalení 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 se spuštěním, nakonec by vaše rychlost zpomalila a vaše pohyby by byly zcela diktovány účinku zpětného rázu házení kuliček.Takto funguje chladicí laserové chlazení.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 atomy nepohybovaly se při této prahové rychlosti, jsou průhledné k laseru, a proto nejsou tím ovlivněny.Fotony, dočasně energetičtější, pak emituje 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.