理论研究用激光场冷却粒子

导读 用激光使原子减速是一项已经使用了很长时间的技术:如果要在绝对温度为零的范围内实现低温世界纪录,就必须采用激光冷却,从中提取能量。原

用激光使原子减速是一项已经使用了很长时间的技术:如果要在绝对温度为零的范围内实现低温世界纪录,就必须采用激光冷却,从中提取能量。原子与合适的激光束。

最近,此类技术也已应用于纳米和微米范围内的小颗粒。这对于单个粒子已经很有效了——但如果你想同时冷却多个粒子,问题就会变得更加困难。维也纳工业大学理论物理研究所的StefanRotter教授和他的团队现在提出了一种方法,在这种情况下也可以实现极其有效的冷却。

“在原子的激光冷却中,人们只使用普通的激光束。然而,这种方法不适用于冷却纳米粒子。我们现在的诀窍是不断使激光束的空间结构适应粒子运动,以这种方式在每个时间点都实施最佳冷却,”StefanRotter说。

“使用我们开发的方法,你可以非常快速地计算出这种光模式的样子。当粒子改变它们的位置时,你不断调整光模式,从而可以不断地使粒子减速,”正在研究的JakobHüpfl补充道。这个课题作为他博士论文的一部分。

有趣的是,要使用新方法,您不需要知道粒子的位置——您甚至不需要知道有多少粒子以及它们如何移动。您只需通过系统发送光并测量粒子如何改变这种光。由此确定最佳光模式,在下一时刻必须用该模式照射粒子,以使它们的速度稍微慢一点——直到它们的运动最终“冻结”。到目前为止,这只是理论工作,但实验已经在进行中。