如果用多束激光从不同方向照射原子，就可以抵消原子的任意运动，使其温度降低到接近绝对零度。激光冷却的应用非常广泛，比如制造玻色-爱因斯坦凝聚态、实现原子钟、进行量子信息处理等等。激光冷却也可以用来研究一些特殊的原子，比如反氢原子。反氢原子是由一个正电子和一个反质子组成的反物质原子，它是反物质世界中的...
沉积冷却是一种将原子从高能级跃迁到低能级的技术。通过向原子发射比吸收激光光子能量更高的光子,原子会跃迁到低能级,并失去能量和动量。这样重复操作可以冷却原子。 弹性冷却是一种通过光子的动量传递来冷却原子的技术。原子与激光光子发生碰撞时,会吸收或发射光子的能量,并改变自身的动量。通过调整激光光束的参数,可以...
一方面,人们提出了很多间接冷却分子的方法,例如有些组提出可以用Feshbach共振去将两个冷原子合成一个冷分子[1],甚至已经实现了用三个原子合成一个分子[2];也有些组通过“协同冷却”把离子性的单个分子冷下来。这些间接冷却分子的方法,给量子模拟和量子化学的发展...
在世人的眼中,激光是一种能量很强的光,它有热效应,强激光能击穿金属,可以充当武器。但是,现在却有激光冷却,能把原子的温度冷却到只比绝对零度高那么一点点儿。这是怎么做到的呢? 热的本质 激光冷却不难理解,但在彻底理解它之前,我们还需要再了解一些东西。热...
中国学者在20世纪70年代末就开始进行激光冷却原子的相关研究,但由于缺少必要的实验设备,这项研究被耽搁了十几年的时间。文章简述了中国激光冷却原子研究的发展历史,并对其中的经验教训进行了初步探讨。 激光冷却和捕陷原子的实验研究是激光诞生后发展起来的一个前沿研究领域,主要目标是利用激光来实现对原子等微观粒子的...
以下是激光冷却原子的基本过程:多普勒冷却这是最常用的激光冷却方法之一,其基本原理如下:• 多普勒效应:当原子相对于激光源运动时,根据多普勒效应,原子会感受到激光的频率发生改变。如果原子向激光源运动,它会感受到激光频率变高;反之,如果原子远离激光源,它会感受到激光频率变低。• 选择性吸收:激光的频率被设定...
光子盒研究院出品 中性原子,有时被称为“冷原子”,是由一系列单个原子构成的,这些原子被困在室温真空中,通过使用激光作为光学“镊子”来限制单个原子的运动,从而使它们冷却(因此称为“冷原子”参考)。这些…
摘要:使用激光冷却、操控和俘获原子的能力促进了一个全新并且快速发展的领域出现。现阶段的研究集中于改进现有的冷却技术,冷原子的发展已经成为了一系列应用的来源,包括原子钟以及关于量子简并性的研究。这个综述阐述了激光冷却和俘获粒子的基本原理,并且通过描述选择一系列关键的实验来阐述这个领域的发展。
将原子冷却到超低温为基础物理学、精密计量学和量子科学带来了大量机遇。 激光冷却与捕获的基本原理 1975 年,Hansch 和 Schawlow 率先发明了激光冷却技术 [1],这是原子操控领域的重大突破。该方法利用多普勒效应,利用反向传播的激光束引起向其移动的原子发生频率偏移,从而增强光子散射,随后造成动能损失。Chu 等人于 198...
激光冷却原子的基本原理是利用激光与原子之间的相互作用。当激光束照射到原子上时,激光的光子会被原子吸收,随后原子会通过自发辐射重新发射光子。在这个过程中,原子会失去一部分动能,从而达到冷却的效果。 具体来说,当激光的频率略低于原子的共振频率时,原子在吸收光子后会获得...