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...
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...
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...
德国物理学家汉斯 (T. W. Hansch) 和美国物理学家萧洛 (A. L. Schawlow) 在1975年发表的《激光冷却气体原子》一文,是激光冷却原子理论正式形成的标志。在这篇论文中,他们提出了激光冷却原子的多普勒冷却机制,并推算出这种机制可将原子冷却到240μK的低温,这奠定了激光冷却原子的理论基础。 [3] 其后很长一段...
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...
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...
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一个向上的动量,但随后通过自发辐射发射光子...
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...
这种非对称的能量交换最终使原子运动速度大幅降低。 磁光阱技术将激光冷却与磁场约束完美结合。四极磁场产生的梯度场与圆偏振光共同作用,使原子始终受到指向阱中心的恢复力。这种复合操控手段可将原子密度提升至每立方厘米百万个量级,为后续实验提供了稳定的样品源。朱棣文团队在1997年诺贝尔物理学奖工作中展示的原子喷泉...
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...