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理论研究:用激光光场冷却颗粒
使用激光减慢原子的速度是一种已经使用了很长时间的技术:如果一个人想在绝对温度零度范围内实现低温世界纪录,人们会诉诸激光冷却,其中能量用合适的激光束从原子中提取。
最近,这种技术也已应用于纳米和微米范围内的小颗粒。这已经适用于单个粒子 - 但是如果你想一次冷却几个粒子,问题就会困难得多。TU Wien理论物理研究所的Stefan Rotter教授及其团队现在提出了一种方法,在这种情况下也可以实现非常有效的冷却。
不仅仅是光束,而是整个光模式
“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颗粒。我们现在的诀窍是不断调整激光束的空间结构以适应粒子运动,以便在每个时间点实现最佳冷却,“Stefan Rotter说。
“使用我们开发的方法,您可以非常快速地计算出这种光模式必须是什么样子。当粒子改变它们的位置时,你会不断调整光模式,从而可以不断减速粒子,“Jakob Hüpfl补充道,他正在研究这个主题,作为他博士论文的一部分。
有趣的是,要使用新方法,你不需要知道粒子的位置——你甚至不需要知道有多少粒子以及它们是如何移动的。您只需通过系统发送光,并测量粒子如何改变这种光。由此,确定了最佳光模式,粒子必须在下一刻被照射,以便进一步减慢它们的速度——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。
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