레이저 냉각 원리 분석

Dec 24, 2020

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레이저가 좋은 방향성과 높은 밝기의 특성을 가지고 있다는 것은 누구나 알고 있습니다. 그것의 빔은 축을 따라 매우 작은 방출 각도로 집중됩니다 (약 1/10도). 또한 레이저 Q- 스위칭 및 기타 기술은 압축 된 레이저 에너지를 매우 좁은 펄스 (예 : 1 조분의 1 초)로 줄일 수 있으므로 엄청난 양의 에너지를 방출 할 수 있습니다. 내 인상의 레이저는 모두 높은 에너지와 연결되어 있습니다. 실제로 고 에너지 레이저는 냉동에도 사용할 수 있습니다.

빠르면 1985 년에 중국계 미국인 물리학 자 Zhu Diwen은 레이저로 원자를 동결하고 1997 년에 노벨 물리학상을 수상했습니다. 실제로 레이저 냉각의 원리는 물체에서 분자의 열 운동을 줄이는 것입니다. 물체의 온도는 분자의 열 운동과 관련이 있습니다. 분자 운동이 강할수록 물체의 온도가 높아집니다. 반대로 분자 운동이 느릴수록 물체의 온도가 낮아집니다. 레이저 냉동에는 레이저의 정밀한 튜닝이 필요합니다. 튜닝 후 반대 방향의 두 광선이 사용됩니다. 많은 수의 광자가 물체의 내부로 들어가면 레이저 입자의 수가 매우 많아 물체의 입자가 붐비 게됩니다. 원자와 충돌 한 후 폭탄은 에너지의 일부를 빼앗아 분자 원자 자체의 운동 에너지를 상쇄하여 분자 원자가 GG를 무작위로 움직일 수 없게합니다. 이전과 같이 분자의 열 운동을 줄여 물체의 온도를 낮 춥니 다.

물체의 원자 속도는 일반적으로 초당 약 500 미터입니다. 오랫동안 과학자들은 원자를 상대적으로 고정시킬 수있는 방법을 찾고있었습니다. Zhu Diwen은 세 개의 상호 수직 레이저를 사용하여 모든 측면에서 원자를 조사하여 원자가 광자의 바다에 갇히고 그 움직임을 지속적으로 방해하고 느리게 만듭니다. 레이저의 이러한 효과는 생생하게&"광학 접착제 GG"라고 불립니다. 실험에서" sticky" 원자는 절대 영도 (-273.15 ° C)에 거의 가까운 저온으로 떨어질 수 있습니다.

레이저 냉각은 더 나은 주파수 기준을 설정하기 위해 첫 번째 및 두 번째 도플러 주파수 이동을 제거 할 수 있습니다. 이것은 타이밍, 정밀 측정 및 탐색에 매우 중요합니다. 현재 레이저 냉동 기술은 세 가지 수준의 생물학적 세포, 미토콘드리아 및 염색체에 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다. 또한 응축 물질 물리학, 원자 분수, 원자 시계, 원자 간섭계 및 원자 석판 인쇄에도 사용됩니다.