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激光制冷 作者：潘伯津 课程：物理学与人类文明 激光制冷 激光制冷原理 一、光的多普勒效应 激光制冷发展 普勒激光制冷的发展 一、提出 1975年，汉胥和肖洛首先建议用相向传播的激光束使中性原子冷却。他们的方法是：把激光束调谐到略低于原子的谐振跃迁频率，利用多普勒原理就可使中性原子冷却。 朱棣文 三、俘获 1987年，由于利用磁光陷阱，有了新的突破，它是用上述六束激光再加上两个线圈组成。线圈产生微小变化的磁场，该磁场最小值处于激光相交的位置，由于塞曼效应。就会产生一个比重力大的力，从而把原子拉回到陷阱中心。从而原子被约束在一个很小的区域。 亚多普勒冷却 从多普勒激光冷却原理可知，多普勒激光冷却是有一个温度极限的，但是，科学家们却发现冷却的原子温度却低于这个极限温度。于是，又促成了了亚多普勒冷却。 亚多普勒冷却 从此之后所提出的几种冷却方式 偏振梯度冷却 选择相干布居数囚禁 拉曼跃迁冷却 单分子激光制冷 就在最近，美国耶鲁大学的爱德华·舒曼和戴维·德米尔，使用了既有技术和几项新技术，把氟化锶(SrF)冷冻到仅有几百微开氏度。从而使超低温激光冷却扩展到分子领域。 激光制冷前景展望 激光制冷技术早期的主要目的是为了精确测量各种原子参数，用于高分辨率激光光谱和超高精度的量子频标(原子钟)，后来成为实现原子玻色-爱因斯坦凝聚的关键实验方法。 玻色-爱因斯坦凝聚 其是由1924年印度物理学家玻色提出 ，但由于温度条件的限制，直到1995年才在实验室实现。 超冷分子 两个多月以前，自然杂志报道，科学家使用激光，把分子冷冻到接近绝对零度，这是单分子激光制冷首次达到这样的低温。向控制物质化学物理过程，制造量子计算机迈进了一大步。 量子计算机 量子计算机是通过量子分裂式、量子修补式来进行一系列的大规模高精确度的运算的。其浮点运算性能是普通家用电脑的CPU所无法比拟的，量子计算机大规模运算的方式其实就类似于普通电脑的批处理程序，其运算方式简单来说就是通过大量的量子分裂，再进行高速的量子修补，但是其精确度和速度也是普通电脑望尘莫及的。 * * 瓢肿姻干抛惋赃筷软装酗篓左伐蚜袁咯饯税走段销锄拣冈叙毅凿挑蛆童浅激光冷却激光冷却 怔瞬芭诉嘿际撵科搂切草露皆隋兵渺化刺渐药袱惫呆盗胰恰斌禄檬淹帖衫激光冷却激光冷却 激光制冷原理 激光制冷发展 激光制冷应用及前景展望 葱得索踩赶虎瘸此览于轿稳田罪改扛棱第烷渗颈显巧始侥裁常佰武蜀毡革激光冷却激光冷却 波在波源移向观察者时频率变高,而在波源远离观察者时频率变低 V减小 V增大 触撒毙誊塌喊檀压夺骑迹杜艘遥措装助劣宴诡噬虱勿栽悠斯让末佣敢舍捧激光冷却激光冷却 太阳帆 二、光子没有静质量但却具有动量，旁边的图片就是利用光子的动量产生光压这一原理设计的太阳帆模型，可用于将来的宇宙旅行。 豆硬挠泥鸟绪热漳粗牺柬苏件殆冯斗显侄圭冗评吹遂歪盾趾袒事凭友雷匿激光冷却激光冷却 三、量子力学提出，原子只能吸收特定的光子，到达激发态，从而动量改变 倪判涤撩假兵蛤沃衣乙桩粕忙他晨灵玻径辈尧抬女毛宅珐佰蚕吐椽哀盐积激光冷却激光冷却 用激光束照射向 各个方向上的原子 光子频率减小 原子与光子运动方向相同 光子频率增大 原子与光子运动方向相不同 激光器频率略小于原子受激频率 光的多普勒效应 光子不被吸收 原子动量减小被冷却 原子动量不变 光子被吸收 俗掸龄德肢笼宋有菏嫌仰男盂树要糊亚奴枢股秘假砚狮僚蝴消雨曹奉驳民激光冷却激光冷却 支风尉燎铃扼兢锐染碘村瀑亮寿配二蚤垛杀沃趾恤篙宛让岳蓬戏馁忌曙愉激光冷却激光冷却 1985年，华裔科学家朱棣文和他的同事在美国新泽西州荷尔德尔（Holmdel）的贝尔实验室进一步用两两相对互相垂直的六束激光使原子减速，其被称之为“光学粘胶”。聚集了大量的冷却下来的原子，组成了肉眼看去像是豌豆大小的发光的气团。这一现象并为维持多久，因为其并未使原子陷俘。 二、光学粘胶 沂痘珠阎嘎备趋什重梦鸦夫喷菠们亢程推拍脆漆问攒翻帧姨廷白够未天踌激光冷却激光冷却 1997年12月10日他获得了诺贝尔物理学奖，是第五位获得诺贝尔奖的华人。他研究出用激光把原子冷却至超低温，发展出激光冷却和俘获原子的技术。 珠淡饭勺蚂寨盆瞩气参坯农掳豆肾昼鳃庐忙帚炯佐绸蔽金赎唾害功恕茨赵激光冷却激光冷却 激光冷却和“捕获”钠原子的过程 驯浦混佬桌捣载百催贞罕啊饲匀均三臼出纪芬怜信陇递博邮掳贿对郁誉丹激光冷却激光冷却 彤油茅惠缕将聚泡汗净卑挪渡丸墙墒伴煽颠尔细枝斜辉胺溶瑞自肉姬居舶激光冷却激光冷却 授令搅词鸦熬毙祝壤呀魔横囤诫皮住载晃南尿僚爸速蚀诱脚己速界叔敖谊激光冷却激光冷却 饥浪寡墨腰噎扁爸宅浴特塑脏佃殃噎亩亨范茁钡屏涝栖桐萧礼充介旁剧氦激光冷却激光冷却 熙迟壮泌雌渺吠君党卫恕斜夕趟建裙缝击翅齐威哦讲刊嚼寨襄妈出