Prinsip pendinginan laser dan penerapannya pada atom dingin

Prinsip pendinginan laser dan penerapannya pada atom dingin

Dalam fisika atom dingin, banyak pekerjaan eksperimental yang membutuhkan pengendalian partikel (memenjarakan atom ionik, seperti jam atom), memperlambatnya, dan meningkatkan akurasi pengukuran. Dengan perkembangan teknologi laser, pendinginan laser juga mulai banyak digunakan dalam atom dingin.

Pada skala atom, inti dari suhu adalah kecepatan partikel bergerak. Pendinginan laser adalah penggunaan foton dan atom untuk bertukar momentum, sehingga mendinginkan atom. Misalnya, jika sebuah atom memiliki kecepatan maju, dan kemudian menyerap foton yang bergerak ke arah berlawanan, maka kecepatannya akan melambat. Ini seperti bola yang menggelinding ke depan di atas rumput, jika tidak didorong oleh gaya lain, ia akan berhenti karena "hambatan" yang ditimbulkan oleh kontak dengan rumput.

Ini adalah pendinginan laser atom, dan prosesnya merupakan sebuah siklus. Dan karena siklus inilah atom-atom terus mendingin.

Dalam hal ini, pendinginan paling sederhana adalah dengan menggunakan efek Doppler.

Namun, tidak semua atom dapat didinginkan oleh laser, dan "transisi siklik" harus ditemukan di antara tingkat atom untuk mencapai hal ini. Hanya melalui transisi siklik, pendinginan dapat dicapai dan berlanjut secara berkelanjutan.

Saat ini, karena atom logam alkali (seperti Na) hanya memiliki satu elektron di lapisan luar, dan dua elektron di lapisan terluar dari kelompok alkali tanah (seperti Sr) juga dapat dianggap sebagai keseluruhan, tingkat energi kedua atom ini sangat sederhana, dan mudah untuk mencapai "transisi siklik", sehingga atom-atom yang sekarang didinginkan oleh orang-orang sebagian besar adalah atom logam alkali sederhana atau atom alkali tanah.

Prinsip pendinginan laser dan penerapannya pada atom dingin