עקרון קירור הלייזר ויישומו על אטומים קרים
בפיזיקת אטומים קרים, הרבה עבודה ניסיונית דורשת שליטה על חלקיקים (כליאת אטומים יוניים, כמו שעונים אטומיים), האטתם ושיפור דיוק המדידה. עם התפתחות טכנולוגיית הלייזר, קירור הלייזר החל להיות בשימוש נרחב גם באטומים קרים.
בקנה מידה אטומי, מהות הטמפרטורה היא המהירות שבה חלקיקים נעים. קירור בלייזר הוא השימוש בפוטונים ובאטומים כדי להחליף מומנטום, ובכך לקרר אטומים. לדוגמה, אם לאטום יש מהירות קדימה, ואז הוא סופג פוטון מעופף שנוסע בכיוון ההפוך, אז המהירות שלו תאט. זה כמו כדור שמתגלגל קדימה על הדשא, אם הוא לא נדחף על ידי כוחות אחרים, הוא ייעצר בגלל ה"התנגדות" שנוצרת ממגע עם הדשא.
זהו קירור הלייזר של אטומים, והתהליך הוא מחזור. וזה בגלל המחזור הזה שהאטומים ממשיכים להתקרר.
בכך, הקירור הפשוט ביותר הוא להשתמש באפקט הדופלר.
עם זאת, לא ניתן לקרר את כל האטומים באמצעות לייזרים, ויש למצוא "מעבר מחזורי" בין רמות האטומים כדי להשיג זאת. רק באמצעות מעברים מחזוריים ניתן להשיג קירור ולהמשיך ברציפות.
נכון לעכשיו, מכיוון שלאטום המתכת האלקלי (כגון Na) יש רק אלקטרון אחד בשכבה החיצונית, ושני האלקטרונים בשכבה החיצונית ביותר של קבוצת האדמה האלקלית (כגון Sr) יכולים להיחשב כמכלול, האנרגיה הרמות של שני האטומים הללו פשוטות מאוד, וקל להשיג "מעבר מחזורי", כך שהאטומים שמתקררים כעת על ידי אנשים הם לרוב אטומי מתכת אלקלית פשוטה או אטומי אדמה אלקליים.
עקרון קירור הלייזר ויישומו על אטומים קרים
זמן פרסום: 25 ביוני 2023