Melasa optyczna
Melasa optyczna to technika chłodzenia laserowego , która może schłodzić neutralne atomy do temperatur niższych niż pułapka magnetooptyczna (MOT). Melasa optyczna składa się z 3 par przeciwbieżnych polaryzacji kołowych wiązki laserowe przecinające się w obszarze, w którym znajdują się atomy. Główną różnicą między melasą optyczną a MOT jest brak pola magnetycznego w tym pierwszym. Dlatego, w przeciwieństwie do MOT, melasa optyczna zapewnia tylko chłodzenie i nie powoduje pułapek. Podczas gdy typowy MOT sodowy może schłodzić atomy do 300 μK, melasa optyczna może schłodzić atomy do 40 μK, czyli o rząd wielkości mniej.
Historia
Kiedy w 1975 roku zaproponowano chłodzenie laserowe, przewidziano teoretyczną granicę najniższej możliwej temperatury. Znany jako granica Dopplera został przez najniższą możliwą do -poziom atomów przez chłodzenie Dopplera i ogrzewanie atomów w wyniku dyfuzji pędu z rozpraszania fotonów laserowych. Tutaj, jest naturalną szerokością linii przejścia atomowego, jest zredukowaną stałą Plancka i stałą
Eksperymenty przeprowadzone w National Institute of Standards and Technology w Gaithersburg wykazały, że temperatura ochłodzonych atomów jest znacznie niższa od teoretycznej granicy. Początkowo było to zaskoczeniem dla teoretyków, dopóki nie pojawiło się pełne wyjaśnienie.
Teoria
Najlepszym wyjaśnieniem zjawiska melasy optycznej jest zasada chłodzenia gradientu polaryzacji . Przeciwbieżnie rozchodzące się wiązki światła spolaryzowanego kołowo powodują falę stojącą, w której następuje polaryzacja światła jest liniowy, ale kierunek obraca się wzdłuż kierunku wiązek z bardzo dużą szybkością. Atomy poruszające się w przestrzennie zmiennej polaryzacji liniowej mają większą gęstość prawdopodobieństwa znalezienia się w stanie, który jest bardziej podatny na pochłanianie światła z wiązki padającej z przodu niż z tyłu. Powoduje to zależną od prędkości siłę tłumienia, która jest w stanie zmniejszyć prędkość chmury atomów prawie do granicy odrzutu.