レーザー冷却の原理と冷たい原子へのその適用

レーザー冷却の原理と冷たい原子へのその適用

Cold Atom Physicsでは、多くの実験的研究では、粒子を制御する必要があります（原子時計などのイオン原子の投獄）、それらを遅くし、測定精度を改善します。レーザー技術の開発により、レーザー冷却も寒冷原子で広く使用され始めています。

原子スケールでは、温度の本質は粒子が移動する速度です。レーザー冷却とは、勢いを交換するために光子と原子の使用であり、それによって冷却原子です。たとえば、原子に前方速度があり、その後、反対方向に移動する飛行光子を吸収すると、その速度は遅くなります。これは、草の上で前方に転がるボールのようなもので、他の力によって押されない場合、草との接触によってもたらされた「抵抗」のために止まります。

これは原子のレーザー冷却であり、プロセスはサイクルです。そして、原子が冷却され続けるのはこのサイクルのためです。

これでは、最も単純な冷却はドップラー効果を使用することです。

ただし、すべての原子がレーザーによって冷却されるわけではなく、これを達成するために原子レベルの間に「循環遷移」を見つける必要があります。周期的遷移を通じてのみ冷却を達成し、継続的に継続できます。

現在、アルカリの金属原子（NAなど）の外側層には1つの電子しかなく、アルカリアースグループ（SRなど）の最も外側の層の2つの電子が全体として見なすことができます。これら2つの原子のエネルギーレベルは非常に単純であり、「サイクリックトランジション」を達成するのは簡単です。

レーザー冷却の原理と冷たい原子へのその適用