Сизифовое охлаждение - Sisyphus cooling

Физический принцип сизифова охлаждения: Атомы движутся против потенциальной энергии, возбуждаются в более высокую полосу, падают обратно в состояние с низкой энергией (то есть из довольно высокого «синего» состояния вверх, затем сразу же обратно в более низкое «красное» состояние), всегда с левой стороны, из которой, после полутора «красного» или «синего» периода, скажем, действия лазера, они снова возбуждаются и девозбуждаются, теперь от «красного» к «синему». ", справа и т. д.

Сизифовое охлаждение (иногда называют градиент поляризации охлаждения) является разновидностью лазерное охлаждение атомов, используемых для достижения температур ниже Предел доплеровского охлаждения. Этот способ охлаждения был впервые предложен Клод Коэн-Таннуджи в 1989 г.,[1] мотивированы более ранними экспериментами, в которых наблюдали охлаждение атомов натрия ниже доплеровского предела в оптическая патока.[2] Коэн-Таннуджи получил часть Нобелевская премия по физике в 1997 году за его работу.

Сизифово охлаждение может быть достигнуто за счет освещения двух встречных лазерных лучей с ортогональный поляризация на образец атома. Два мешающих луча создают стоячую волну с градиентом поляризации, который чередуется между σ+, π и σ− поляризация. Атомы, движущиеся через потенциальный ландшафт в направлении стоячей волны, теряют кинетическая энергия когда они достигают потенциального максимума, после чего оптическая накачка переводит их в состояние с более низкой энергией, тем самым избавляя их от потенциальной энергии, которую они несут.

Повторяющиеся циклы преобразования кинетической энергии в потенциальную и последующая потеря этой потенциальной энергии из-за оптической накачки позволяют атомам достигать температур на порядки ниже тех, которые доступны с помощью простых Доплеровское охлаждение.

Техника названа в честь Сизиф, фигура в Греческая мифология, который был обречен на всю вечность катить камень на гору только для того, чтобы он снова скатывался вниз, когда он приближался к вершине.

Рекомендации

  1. ^ Далибард, Дж .; Коэн-Таннуджи, К. (1989). «Лазерное охлаждение ниже доплеровского предела градиентами поляризации: простые теоретические модели». Журнал Оптического общества Америки B. 6. Дои:10.1364 / josab.6.002023.
  2. ^ Lett, Paul D .; Уоттс, Ричард Н .; Вестбрук, Кристоф I .; Филлипс, Уильям Д .; Gould, Phillip L .; Меткалф, Гарольд Дж. (1988). «Наблюдение за атомами, охлажденными лазером ниже доплеровского предела». Phys. Rev. Lett. 61: 169–172. Дои:10.1103 / PhysRevLett.61.169.