激光冷卻分子的創(chuàng)紀(jì)錄密度
一種新穎的激光冷卻和捕獲技術(shù)將大量分子擠壓到一個(gè)密閉空間中,同時(shí)保持它們超低溫。 基礎(chǔ)物理和相關(guān)量子系統(tǒng)的精密測試需要直接激光冷卻技術(shù),該技術(shù)可以將密集的分子集合冷卻到量子簡并?屏_拉多大學(xué)博爾德分校的Justin Burau和他的同事現(xiàn)在證明了在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)方面取得的進(jìn)展,他們使用一種獨(dú)特的磁光阱來壓縮分子云,同時(shí)將其冷卻到亞多普勒溫度。他們的方法實(shí)現(xiàn)了相空間密度——衡量氣體“量子”程度的指標(biāo),比之前的努力高出2個(gè)數(shù)量級。 將分子云冷卻到量子簡并需要一個(gè)多階段的過程。首先,在磁光阱中,云被限制并被激光冷卻到幾十µK,三對反向傳播的激光束在四極磁場的零點(diǎn)會聚。然后,云被轉(zhuǎn)移到一個(gè)保守阱,在那里蒸發(fā)冷卻將使其溫度降至數(shù)十nK。這種方法的問題是,通常用于分子磁光阱的激光,相對于分子共振是“紅色失諧”的,不能低于多普勒冷卻極限,因此會產(chǎn)生相對溫暖和漫射的云。因此,轉(zhuǎn)移到保守阱的分子的數(shù)量密度通常較低。 Burau和他的同事使用稱為灰糖蜜冷卻的程序來冷卻氧化釔分子。該技術(shù)使用藍(lán)色失諧激光將分子驅(qū)動到“暗”基態(tài),在該狀態(tài)下它們停止吸收入射光子。通過使用具有特定偏振配置的光以及磁光阱的四極場,它們實(shí)現(xiàn)了亞多普勒冷卻并產(chǎn)生壓縮云的位置相關(guān)力。研究人員表示,這種體積壓縮將有助于大幅提高進(jìn)入保守阱的傳輸效率,目前可能只有幾個(gè)百分點(diǎn)。 這項(xiàng)研究于5月10日發(fā)表在《物理評論快報(bào)》國際期刊上。 |