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标题: [原创]关于激光冷却！ [打印本页]

作者: zgzxb 时间: 2003-5-23 07:33
标题: [原创]关于激光冷却！
激光冷却中性原子的方法是汉斯和肖洛于1975年提出的，其基本思想是：运动着的原子在共振吸收迎面射来的光子，从基态跃迁的激发态，此时由于光子从对面射来，因此原子的动量减少，速度减少；然后在自发辐射回到基态，由于反冲会得到动量。此后，它又会吸收光子，又自发辐射光子。但是因该注意的是，光子是从一个方向射来，用来减少原子的动量，而原子的自发辐射出的光子是任意方向的，平均下来并不会增加原子的动量。这样经过上述多次重复以后，原子的速度就会很快降低，即起到了冷却的作用。

作者: 土豆 时间: 2003-5-27 03:55
标题: [原创]关于激光冷却！
电视里看到过，激光是从8个方向（4面8方）射向原子的，
好象是要把原子困住似的，可能原子的振动就小了，
绕核电子也只好收缩绕核半径了？

单方向照射怕是不行吧？不太清楚了，

作者: zgzxb 时间: 2003-5-27 04:52
标题: [原创]关于激光冷却！
上面只是从理论上分析激光冷却得原理，实际进行实验时，就是土豆所说的激光从8个方向射向原子的。

作者: zemax 时间: 2003-5-31 14:12
标题: [原创]关于激光冷却！

下面引用由土豆在 2003/05/26 07:55pm 发表的内容：
电视里看到过，激光是从8个方向（4面8方）射向原子的，
好象是要把原子困住似的，可能原子的振动就小了，
绕核电子也只好收缩绕核半径了？
单方向照射怕是不行吧？不太清楚了，

激光冷却,改变的是原子的质心运动状态,对于原子的内部结构是没有影响的,原因是因为激光场提供的束缚势太弱,不足以影响原子的内部运动.

作者: zemax 时间: 2003-5-31 14:20
标题: [原创]关于激光冷却！
但是确实是需要用两束光对着照才会有效果,这时候,在适当的条件下,驻波场对原子的作用力与原子的运动速度方向相反!, 也就是相当于是一摩擦力.
一般来说要3对这样正交的光束,就可以把原子束缚住了,当然是运动速度很低的原子,
光场一般只能束缚住温度在mK以下的原子.

作者: zgzxb 时间: 2003-5-31 17:35
标题: [原创]关于激光冷却！
那就是说这种约束时具有一定的局限性的了？

作者: zgzxb 时间: 2003-6-1 07:24
标题: [原创]关于激光冷却！
首先是将一小群原子悬浮在磁场陷阱中（这是原子已经达到低温，但是还是稍有运动），并用激光从各个方向照射原子。从而获得非常低的温度。
后来美国计量局找到了获得甚至更低温度的方法。首先通过上面的方法获得温度较低的原子，然后调整激光，使得光波变成一连串的波谷。我们可以把这些原子想象成一群弹珠，在一张桌面上滚动，激光则在桌面上创造出一连串的波谷和波峰。原子放慢速度，直到他们落入波谷中。原子一旦被捕获，就调整激光，是波谷逐渐放宽而变平滑。这时原子就开始离开这些波谷，原子就开始冷却。多余的能量就辐射出来，于是就获得的更低的温度“几千亿分之一度”的低温。
但是对于绝对零度，对于人类来说只能无限制的接近，实际上人类是无法达到他的。

作者: zemax 时间: 2003-6-1 07:35
标题: [原创]关于激光冷却！
这种方法叫蒸发冷却,对于这种运动速度非常慢的原子,传统意义上的温度已经没有什么意义了,因为得到的原子数目很少,而温度的概念实际上是建立在大量原子的热运动的统计平均上.
美国计量局当时做原子冷却的是得诺贝尔蒋得Philips, 手下主要干这个得是个中国人
叫邓鲁,不过好象现在不干了.

作者: zgzxb 时间: 2003-6-1 07:43
标题: [原创]关于激光冷却！
是吗？
这种冷却的方式的原理好像我还不是很理解，zemax能否详细的介绍一下：“原子一旦被捕获，就调整激光，是波谷逐渐放宽而变平滑。这时原子就开始离开这些波谷，原子就开始冷却。多余的能量就辐射出来，于是就获得的更低的温度“几千亿分之一度”的低温。”
只是是什么意思阿？？？
多谢！

作者: 土豆 时间: 2003-6-1 10:12
标题: [原创]关于激光冷却！
原子在极低温下半径会收缩很多，
甚至会流出容器（穿过容器壁跑出来）---超流体，

我赞成“驻波阻尼作用”的说法，不过是什么东东在起阻尼作用呢？
如果把光波峰看成“以太波密”，波谷看成“以太波疏”，
似乎就容易理解一点了，
短波长的光波的“以太波密”不断起到阻尼作用，
原子落入驻波“以太波疏”中，四周则是驻波“以太波密”高墙，
使原子振动半径和原子半径（电子轨道半径）不断减小，

另外在这种情况下，温度依然是原子的平均动能，不过是粒子振动能，
（对于被直线加速的粒子，粒子温度甚至还有方向性的说法，前方温度和后方温度）
既然原子振动不断受到阻尼，振动能也就不断降低了，

从电视上看，可能还有超导强磁场提供的“以太旋涡中心”，那里可能是以太负压区，
原子从“旋涡中心”落下后的温度更低了，

作者: zgzxb 时间: 2003-6-1 21:22
标题: [原创]关于激光冷却！
原子在极低温下半径会收缩很多，（为什么？）
甚至会流出容器（穿过容器壁跑出来）---超流体
这种现象的解释可否用量子力学中不确定关系来解释还是用什么理论来解释那？

作者: 土豆 时间: 2003-6-1 23:20
标题: [原创]关于激光冷却！
物体的热胀冷缩是什么原因呢？
比如晶体吧，不是共价键的长度伸、缩吗？
总之绕核电子吸收外部辐射后，线速度就要增加，电子动能增加，
绕核半径也就增加了，有些就逃脱核束缚（热电流燥声），甚至会逃离金属表面，

外界辐射能量低于原子自发辐射时，原子就向外辐射能量，
即电子动能不断减小，绕核半径也就减小了，
不过按“以太论”的观点，不用担心电子会坠落于原子核，
1、原子核周围的“以太旋流”线速度是按v=C/r分布的，
r越小以太粒子的线速度越高，所以电子会被加速，

2、电子的自旋方向与公转方向相反（如同行星与太阳的关系），
两个以太旋流的相互作用提供了一定的离心力，

3、外界辐射能量不会为零，当电子动能低于外辐射能时，
电子就要从外界获取能量，维持绕核运动，

在极低温的情况下，原子半径极小，
于是形成超导、超流体和凝聚态物质，
不过原子半径的解释太经典了，可能一些学者不太喜欢？

另外原子坍塌不知道会出现什么情况，
也会“湮灭”吗？
先看看电子和质子对撞过吧？

作者: zemax 时间: 2003-6-2 03:39
标题: [原创]关于激光冷却！
原理很简单,激光场与中性原子之间得相互作用力包括自发辐射力和受激辐射力
其中用于原子冷却得主要要是受激辐射力,受激辐射力得大小由两个因素决定.
一是光强梯度,二是光场频率对原子能级得失谐量.
波谷展开得目的就是减小光强梯度,从而减小光陷阱得深度使得动能大得原子蒸发掉
而留下动能小得原子,而当温度继续降低得时候,原子就会发生相变,形成玻色爱因斯坦凝聚体.
而驻波场中阻尼力得原因是因为,光场对原子的失谐量是跟多谱勒效应有关的,也就是原子的运动速度有关系.可以计算出最后得到的是阻尼力.

关于定量的计算,国内可以找到的书你可以看华中师大,彭金生,李高祥老师写的量子光学导论.用的是半经典理论,学过量子力学就能看懂.还有一个就是和朱隶文一起因激光原子冷却的诺贝尔奖的法国人 Cohen-Tannoudji专门写过一个原子冷却的小册子,论述相当详细,我以前有一本,还找他签过名,后来送人了.

另外在这个过程中,原子的实际大小是不会改变的,而且相反,为了保持原子的相干性
要尽量避免外激光场对原子内禀状态的影响,一般都采用大失谐量的弱激光场.

作者: shenjian 时间: 2003-6-3 00:31
标题: [原创]关于激光冷却！
好象有一年的诺贝尔奖就是关于激光冷却的说

作者: 土豆 时间: 2003-6-3 04:49
标题: [原创]关于激光冷却！
还是有些问题，
如果在低温下，原子的实际大小不会改变的话，怎么会从容器中跑出来呢？

作者: zemax 时间: 2003-6-3 10:22
标题: [原创]关于激光冷却！
哈哈,这个就不知道了.

作者: zhoukr91800 时间: 2003-6-6 19:26
标题: [原创]关于激光冷却！
在水冷机工作时,激光强度不稳定也是这个原因了!

作者: alanick 时间: 2003-6-6 19:30
标题: [原创]关于激光冷却！
水冷机工作时激光强度不稳定主要是由于温度和水流的变化造成的,跟楼顶说的不是一回事

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