Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

ПО АМЕРИКАНСКИМ ГОРКАМ СНИЗУ ВВЕРХ

Читайте также:
  1. В ремесле и торговле царил застой, работать было негде, налоги росли, ползли вверх цены на мясо, соль, свечи, ткани, уголь.
  2. Военные действия между Англией и американскими колониями начались в
  3. Коммуникация снизу вверх
  4. Критика мальтузианства американским фамилистом А.Карлсоном.
  5. Показатели прыжка вверх с места
  6. Трогание с места в горку (вверх)

Когда Чу сумел охладить атомы в оптической патоке, Филлипс довольно быстро повторил этот эксперимент, а затем начал систематическое изучение холодных атомов в патоке, дополняя экспериментальную установку своими магнитными катушками. В 1987 г. он добился удержания атомов в оптической патоке, скомпенсировав гравитационное падение магнитной силой, действующей на атомы в неоднородном поле. Так была реализована ловушка, названная магнито-оптической (Magneto-Optical Trap, MOT). "Ограждение" в такой ловушке с градиентным полем невысокое, поэтому в ней могут удерживаться только самые холодные атомы. Задавшись целью точно определить температуру ансамбля захваченных атомов, Филлипс испробовал несколько новых измерительных методов, в одном из которых гравитационное падение атомов не только не мешало проведению измерений, а наоборот - помогало. Наблюдая с помощью отдельного лазера падение атомов вслед за выключением магнитного поля и облучающих патоку лазеров, он сумел проследить их траектории. В 1988 г. Филлипс установил, что температуру атомов натрия в ловушке можно опустить до 40 мкК, что в шесть раз ниже того значения, которое рассматривалось ранее как минимальное при допплеровском охлаждении. Для объяснения этого парадокса пришлось искать качественно новую причину, так как результат сомнения не вызывал. В 1989 г. группы Коэн-Таннуджи и Чу одновременно опубликовали две независимые работы, в которых глубокое охлаждение ниже TDL объяснялось изменением поляризации лазерного света от точки к точке в области пересечения лучей. Предложенный механизм был назван охлаждением благодаря градиенту поляризации (cooling due to polarization gradient). Он может реализоваться в системе атомов, для которых состояния, отвечающие оптическим переходам, вырождены или имеют магнитную структуру. Механизм же допплеровского охлаждения в чистом виде работает, если основное состояние невырождено. Таким образом, полученная ранее оценка TDL отвечала упрощенной модели и требовала пересмотра с более реалистических позиций.

Вот тогда очень кстати оказались теоретические расчеты различных усложненных схем охлаждения, проведенные к этому времени в Париже группой К. Коэн-Таннуджи. Объяснить результат Филлипса удалось, исходя из особенностей структуры низших энергетических уровней атома натрия. Если основной уровень атома вырожден, то для разрешенных переходов соблюдения правила отбора по четности не требуется, а это значит, что в присутствии поля средний дипольный момент атома не обращается в нуль. Облучаемые светом атомы приобретают дипольный момент, который стремится выстроиться вдоль вектора напряженности электрического поля волны. Но так как атомы движутся, а поляризация света в шестилучевой геометрии не может быть сделана линейной и всюду одинаковой в области освещения, им приходиться переориентировать свой дипольный момент. Непрерывно перестраиваясь, атом отбирает энергию от электрического поля волны, как бы карабкаясь вверх, а затем в результате спонтанного излучения сваливается вниз. Этот маленький энергетический "бугорок" целиком лежит внутри радиационной ширины, что и обеспечивает снятие возбуждения за счет спонтанного излучения. Похожее объяснение этому механизму охлаждения, названному также в шутку сизифовым (Sisyphus cooling), дал Чу, рассматривая перестройку наведенного волной дипольного момента как квадратичный эффект Штарка.

Преодолев допплеровский барьер, физики очень быстро обнаружили следующее препятствие, связанное с увеличением скорости отдачи атома при испускании им фотона в условиях понижения температуры до единиц мкК. Для атомов натрия температура, отвечающая этому "пределу отдачи" (recoil limit), оценивалась в 2.4 мкК, для несколько более тяжелых атомов цезия 0.2 мкК. Погоня за микроградусами стала напоминать движение по американским горкам, только не сверху вниз, а наоборот.

В сотрудничестве с парижской группой Коэн-Таннуджи Филлипс установил, что атомы цезия можно охладить в оптической патоке до температуры около 2 мкК примерно в десять раз большей предела отдачи. Далее они показали, что при подходящей расстановке лазеров возможен такой захват атомов, когда они группируются в регулярную пространственную решетку, названную оптической, с периодом в длину волны света. Оценка температуры, до которой можно охладить атомы в оптической решетке, давала всего пятикратное превышение над пределом отдачи.




Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 29 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав