Сизифово охлаждение
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
У этого термина существуют и другие значения, см. Градиентное охлаждение. Сизифово охлаждение атомов (англ. Sisyphus cooling) это механизм понижения температуры атомов с помощью лазерного света до температур ниже достижимых с помощью доплеровского охлаждения (~500 μK). Охлаждение является результатом взаимодействия атомов с градиентом поляризации, созданной двумя распространяющимися навстречу лазерными пучками с ортогональной линейной поляризацией. Атомы, летящие в направлении световой волны в результате спонтанного перехода с верхнего на нижний уровень «одетого» состояния (dressed state) теряют кинетическую энергию. В результате чего температура атомов снижается на два порядка в сравнении с температурой, получаемой доплеровским охлаждением (~ 10 μK). Введение
Для того, чтобы понять механизм охлаждения атома с помощью Сизифового процесса необходимо привлечь следующие физические процессы:
• световые сдвиги уровней атомов
• градиент поляризации света Переменный эффект Штарка (AC-Stark effect)
Смещение атомных уровней и под действием лазерного излучения при «голубой» (a) и «красной» (b) настройке частоты лазера. Смещение атомных уровней противоположно по знаку отстройки частоты лазера Атом, помещенный во внешнем электрическом поле , меняет свою энергию. В результате энергетические уровни атома смещаются на величину , где — электрический дипольный момент атома. История вопроса
Теоретические исследования охлаждения атомов лазерным светом были начаты в 70-е годы прошлого века. Первым был теоретически разработан процесс так называемого доплеровского охлаждения атомов. В работе [1] было показано, что доплеровское охлаждение позволяет понизить температуру атомов до значения , определяемого естественной полушириной линии резонансного оптического перехода атомов. В 80-е годы прошлого столетия экспериментальные исследования охлаждения атомов с помощью лазерного света стали горячей темой в области фундаментальных физических исследований. К концу 80-х атомы удалось охладить значительно ниже температуры, предсказываемой теорией доплеровского охлаждения. Необходимо было объяснить расхождения между теорией и экспериментом. Такое объяснение было дано в 1989 г (см. литературу) группой французских физиков во главе с Коэн-Тануджи (англ. C. Cohen-Tannouudji). Это было сделано с помощью механизма «Сизифова охлаждения» (или второе название механизма градиента поляризации). Механизм охлаждения был назван авторами в честь героя греческой мифологии Сизифа, который затаскивал камень на вершину горы, с которой камень потом падал вниз и Сизифу приходилось снова и снова вновь подымать его. Это продолжалось бесконечно. В 1997 г. за цикл работ по охлаждению атомов, в частности, за объяснение Сизифова механизма охлаждения французскому ученому Коэн-Тануджи была присуждена Нобелевская премия по физике.
Материал дан в урезанном в виде из-за обилия формул, которые необходимо размещать как картинки! Дополнительно размещена статья "Волны вещества" под редакцией Паращука, дающая довольно ясное представление о конденсате Бозе-Эйнштейна!
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
Озарение.
0