Теоретики охладили ансамбль частиц лазерными световыми полями
Использование лазеров для замедления атомов — давнишний метод: если хотят установить мировые низкотемпературные рекорды в диапазоне абсолютного нуля температур, прибегают к лазерному охлаждению, при котором энергия извлекается из атомов подходящим лазерным лучом. Недавно такие методы также применялись к малым частицам в нано- и микрометровом диапазоне. Это неплохо работает для отдельных частиц, но если вы хотите охладить ансамбль, то проблема оказывается намного сложнее. Профессор Штефан Роттер и его команда из Института теоретической физики Технического университета Вены представили метод, с помощью которого и в этом случае можно добиться чрезвычайно эффективного охлаждения.
Свет модифицируется и превращается в оптимальную форму волны для уменьшения скорости частиц.
Предоставлено: Венский технологический университет.
Не просто луч, а целый световой узор
«При лазерном охлаждении атомов используется только обычный лазерный луч. Однако этот подход не работает для охлаждения наночастиц. Теперь наша хитрость заключается в непрерывной адаптации пространственной структуры лазерного луча к движению частиц таким образом, что оптимальное охлаждение осуществляется в любой момент времени», — говорит Штефан Роттер.
«С помощью разработанного нами метода вы можете очень быстро рассчитать, как должна выглядеть эта световая картина. Пока частицы меняют свое положение, вы постоянно настраиваете световую картину и, таким образом, можете непрерывно замедлять частицы», — добавляет Якоб Хюпфль, исследователь этой темы в рамках своей докторской диссертации.
Интересно, что для использования нового метода вам не нужно знать, где находятся частицы — вам даже не нужно знать, сколько их и как они движутся. Вы просто пропускаете свет через систему и измеряете, как этот свет изменяется частицами. Отсюда определяется оптимальная световая картина, которой нужно облучить частицы в следующий момент, чтобы еще немного их замедлить — до тех пор, пока их движение окончательно не «заморозится». Пока это только теоретические работы, но эксперименты уже ведутся.
Этот метод был представлен в журналах Physical Review Letters и Physical Review A.
