Температурата е физическата величина, която показва степента на топлина и студ на даден обект. Микроскопски е тежестта на топлинното движение на молекулите на обекта. Както всички знаем, всички молекули и атоми около нас извършват неравномерното движение на топлината, което никога не спира. Същността на нашето охлаждане е да се намали интензивността на общото топлинно движение на тези молекули или атоми.
1. Много важна технология при лазерното охлаждане е доплеровата технология за охлаждане. Принципът на технологията на доплеровото охлаждане е да блокира топлинното движение на атомите чрез излъчване на фотони чрез лазер, а този процес на пречка е да се намали инерцията на атомите. Осъзнах. И така, как точно лазерът намалява инерцията на тези атоми?
Първо, квантовата механика предполага, че атомите могат да абсорбират само фотони с определена честота, като по този начин променят своя импулс. Доплеровият ефект показва, че честотата става по-висока, когато източникът на вълната се движи към наблюдателя и става по-нисък, когато източникът на вълната се отдалечава от наблюдателя. Същият извод може да се направи, когато наблюдателят се движи.
По същия начин същото важи и за атомите. Когато посоката на движение на атома е противоположна на движението на фотона, честотата на фотона ще се увеличи и когато посоката на движение на атома е същата в посоката на движение на фотона, честотата на фотона ще намалее. След това друг принцип на физиката е, че макар светлината да няма статична маса, тя има инерция. След това чрез комбиниране на горните физични характеристики, можем да изградим прост модел на лазерно охлаждане.
2. Честотата на лазера се регулира в определен диапазон и когато честотата на лазера се регулира до честота малко по-ниска от тази на атом, има неочакван резултат. Това се случва, когато такъв лъч светлина осветява определен атом. Ако атомът се движи към лазерния лъч, честотата на фотона се увеличава поради доплеровия ефект на светлината, а честотата на оригиналния лазерен фотон е малко по-малка от абсорбиращата се честота на атома, тогава Доплеровият ефект е прав. Погълнати от атоми.
И това поглъщане се проявява чрез промени в инерцията. Тъй като посоката на движение на фотона е противоположна на посоката на движение на атома, след като фотонът се сблъска с атома, атомът преминава в възбудено състояние и импулсът намалява, така че кинетичната енергия също намалява. За атомите в други посоки на движение, честотата на съответните фотони не се увеличава, така че фотоните в лазерния лъч не могат да се абсорбират, така че няма такова нещо като увеличаване на инерцията, което е същото по отношение на кинетичната енергия. ,
Когато използваме множество лазери за осветяване на атоми от различни ъгли, инерцията на атомите в различни посоки на движение намалява и кинетичната енергия намалява. Тъй като лазерът само намалява импулса на атома, след като този процес продължи известно време, инерцията на повечето атоми ще достигне много ниско ниво, постигайки по този начин целта на охлаждането.
Приложното поле на тази технология обаче се използва предимно за атомно охлаждане, а за молекулите е трудно да се охлади до ултра-ниска температура. Въпреки това, ултрахолдните молекули са по-значими от ултрахолодните атоми, защото техните свойства са по-сложни. Понастоящем, методите за охлаждане на молекулите са да се съчетаят ултрахолдните базови атоми за получаване на двуосновни молекули. Неотдавна Университетът в Йейл охлажда стронциевия флуорид (SrF) до няколкостотин микроотвори.
Друг вид лазерно охлаждане, известен още като анти-сток флуоресцентно охлаждане, е нова концепция за охлаждане, която се развива. Основният принцип е анти-стоксовия ефект, който използва енергийната разлика между разсейване и инцидентни фотони за постигане на охлаждане. Анти-стоксовият ефект е специален ефект на разсейване, при който разпръсната флуоресцентна дължина на вълната на фотоните е по-къса от дължината на вълната на падащия фотон.
Ето защо, разсейващата флуоресцентна енергия на фотоните е по-висока от енергията на падащия фотон и процесът може просто да бъде разбран като: ниско-енергийният лазерен фотон се използва за възбуждане на луминесцентната среда, осветяващата среда разпръсква високоенергийни фотони и оригиналът енергията в луминесцентната среда се изважда от средата за охлаждане. , В сравнение с традиционния метод за охлаждане, лазерът осигурява функцията за осигуряване на хладилна мощност, а разпръснатата анти-стоксова флуоресценция е носителят на топлина.
