使用激光使原子減速是一項(xiàng)已經(jīng)被使用了很長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)：如果人們想要在絕對(duì)溫度為零的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低溫世界紀(jì)錄，人們就會(huì)求助于激光冷卻，在這種技術(shù)中，用合適的激光束從原子中提取能量。

最近，這種技術(shù)也被應(yīng)用于納米和微米范圍內(nèi)的小顆粒。這對(duì)于單個(gè)粒子來(lái)說(shuō)已經(jīng)很有效了，但是如果你想一次冷卻幾個(gè)粒子，問(wèn)題就變得困難得多。維也納大學(xué)理論物理研究所的Stefan Rotter教授和他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在提出了一種方法，在這種情況下也可以實(shí)現(xiàn)非常有效的冷卻。

光被整形成最佳波形，以降低粒子的速度。

不僅僅是一束光，而是整個(gè)光的圖案

Stefan Rotter說(shuō)：“在激光冷卻原子時(shí)，人們只使用一束普通的激光束。然而，這種方法不適用于冷卻納米顆粒。我們現(xiàn)在的訣竅是不斷調(diào)整激光束的空間結(jié)構(gòu)以適應(yīng)粒子運(yùn)動(dòng)，從而在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)最佳冷卻”。

Jakob Hüpfl補(bǔ)充道：“通過(guò)我們開(kāi)發(fā)的方法，你可以很快計(jì)算出這種光模式的樣子。當(dāng)粒子改變它們的位置時(shí)，你可以不斷地調(diào)整光模式，從而不斷地使粒子減速”。他正在研究這個(gè)主題，作為他博士論文的一部分。

有趣的是，要使用這種新方法，你不需要知道粒子的位置，甚至不需要知道有多少粒子以及它們是如何移動(dòng)的。你只需把光送入系統(tǒng)，然后測(cè)量這些光是如何被粒子改變的。由此，確定了最佳的光模式，在下一時(shí)刻必須用這種模式照射粒子，以使它們的運(yùn)動(dòng)速度再慢一點(diǎn)，直到它們的運(yùn)動(dòng)最終“凍結(jié)”。到目前為止，這只是理論工作，但實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在進(jìn)行中。

該方法現(xiàn)已發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》和《物理評(píng)論A》雜志上。

相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2023-02-theoretical-cooling-particles-laser-fields.html