Ласерско хлађење
Ласерско хлађење укључује неколико техника где се атоми, молекули и мали механички системи хладе ласерском светлошћу. Усмерена енергија ласера се често повезује са грејним материјалима, нпр. ласерско сечење,[1] тако да то може бити контраинтуитивно да ласерско хлађење често доводи до тога да се температуре узорка приближавају апсолутној нули.[2][3][4] То је рутински корак у многим експериментима атомске физике где се ласерски хлађени атоми затим манипулишу и мере, или у технологијама, као што су квантне рачунарске архитектуре засноване на атому. Ласерско хлађење се ослања на промену импулса када објекат, као што је атом, апсорбује и поново емитује фотон (честицу светлости). На пример, ако ласерска светлост осветли топли облак атома из свих праваца и фреквенција ласера је подешена испод атомске резонанце, атоми ће се охладити. Овај уобичајени тип ласерског хлађења се ослања на Доплеров ефекат где ће појединачни атоми првенствено апсорбовати ласерску светлост из смера супротног кретању атома. Апсорбовану светлост атом поново емитује у случајном правцу. После поновљене емисије и апсорпције светлости, нето ефекат на облак атома је да ће се они спорије ширити. Спорије ширење одражава смањење дистрибуције брзина атома, што одговара нижој температури и стога су атоми охлађени. За ансамбл честица, њихова термодинамичка температура је пропорционална варијанси њихове брзине, стога што је нижа расподела брзина, то је нижа температура честица.
| 1 | Стационарни атом не види ласер, ни црвено, ни плаво померен, и не апсорбује фотон. |
|---|---|
| 2 | Атом који се удаљава од ласера види га у црвеном померању и не апсорбује фотон. |
| 3 | 1) Атом који се креће ка ласеру види га помереног у плаво и апсорбује фотон, успоравајући атом. 2) Фотон побуђује атом, померајући електрон у више квантно стање. 3) Атом поново емитује фотон, али у случајном правцу. Вектори импулса атома би се додали оригиналу да су истог правца, али нису тако да је атом губи енергију и стога се хлади. |
Нобелову награду за физику 1997. добили су Клод Коен-Тануђи, Стивен Чу и Вилијам Данијел Филипс „за развој метода за хлађење и хватање атома ласерском светлошћу“.[5]
Референце
уреди- ^ Тхомас, Даниел Ј. (2013-02-01). „Тхе еффецт оф ласер цуттинг параметерс он тхе формабилитy оф цомплеx пхасе стеел”. Тхе Интернатионал Јоурнал оф Адванцед Мануфацтуринг Тецхнологy (на језику: енглески). 64 (9): 1297—1311. ИССН 1433-3015. С2ЦИД 96472642. дои:10.1007/с00170-012-4087-2.
- ^ „СИ Броцхуре: Тхе Интернатионал Сyстем оф Унитс (СИ) – 9тх едитион (упдатед ин 2022)” (ПДФ). БИПМ. стр. 133. Приступљено 7. 9. 2022. „[...], ит ремаинс цоммон працтице то еxпресс а тхермодyнамиц температуре, сyмбол Т, ин термс оф итс дифференце фром тхе референце температуре Т0 = 273.15 К, цлосе то тхе ице поинт. Тхис дифференце ис цаллед тхе Целсиус температуре”
- ^ Арора, C. П. (2001). Тхермодyнамицс. Тата МцГраw-Хилл. Табле 2.4 паге 43. ИСБН 978-0-07-462014-4.
- ^ Зиелински, Сарах (1. 1. 2008). „Абсолуте Зеро”. Смитхсониан Институтион. Архивирано из оригинала 1. 4. 2013. г. Приступљено 26. 1. 2012.
- ^ „Тхе Нобел Призе ин Пхyсицс 1997”. Нобел Фоундатион. Архивирано из оригинала 7. 10. 2008. г. Приступљено 9. 10. 2008.
Литература
уреди- Фоот, C. Ј. (2005). Атомиц Пхyсицс. Оxфорд Университy Пресс. ИСБН 978-0-19-850695-9.
- Цохен-Танноудји, Цлауде; Гуéрy-Оделин, Давид (2011). Адванцес ин Атомиц Пхyсицс. ИСБН 978-981-277-496-5. дои:10.1142/6631.
- Боwлеy, Рогер; Цопеланд, Ед (2010). „Ласер Цоолинг”. Сиxтy Сyмболс. Брадy Харан фор тхе Университy оф Ноттингхам.
- Ласер Цоолинг ХyперПхyсицс
- ПхyсицсWорлд сериес оф артицлес бy Цхад Орзел:
- Цолд: хоw пхyсицистс леарнед то манипулате анд мове партицлес wитх ласер цоолинг
- Цолдер: хоw пхyсицистс беат тхе тхеоретицал лимит фор ласер цоолинг анд лаид тхе фоундатионс фор а qуантум револутион
- Цолдест: хоw а леттер то Еинстеин анд адванцес ин ласер-цоолинг тецхнологy лед пхyсицистс то неw qуантум статес оф маттер