理论研究：用激光光场冷却粒子
发布时间：2023-03-01 08:00:00 阅读数： 48
使用激光使原子减速是一项已经使用了很久的技术。如果人们想在绝对温度为零的范围内实现低温世界纪录，就会求助于激光冷却，即用合适的激光束从原子中提取能量。
最近，这种技术也被应用于纳米和微米范围内的小颗粒。这对单个粒子来说已经相当有效，但如果你想同时冷却几个粒子，问题就会变得更加困难。Stefan Rotter教授和他在维也纳大学理论物理研究所的团队现在提出了一种方法，在这种情况下也可以实现极其有效的冷却。
不仅仅是一束光，而是整个光型
"在激光冷却原子时，人们只使用一束普通的激光。然而，这种方法对冷却纳米粒子不起作用。我们现在的诀窍是使激光束的空间结构不断适应粒子的运动，以便在每个时间点上实现最佳的冷却，"Stefan Rotter说。
"通过我们开发的方法，你可以非常迅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，你不断地调整光照模式，从而可以不断地使粒子减速，"Jakob Hüpfl补充说，他正在研究这个主题，作为他博士论文的一部分。
有趣的是，要使用这种新方法，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如何移动。你只需通过系统发送光线，并测量这些光线是如何被粒子改变的。由此可以确定最佳的光照模式，在下一时刻必须用这种模式照射粒子，以使它们的速度更慢一些--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。
该方法现在已经在《Physical Review Letters》和《Physical Review A》杂志上提出。
更多信息：
Jakob Hüpfl et al, Optimal Cooling of Multiple Levitated Particles through Far-Field Wavefront Shaping, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.083203
Jakob Hüpfl et al, Optimal cooling of multiple levitated particles: Theory of far-field wavefront shaping, Physical Review A (2023). DOI: 10.1103/PhysRevA.107.023112
Journal information: Physical Review Letters , Physical Review A
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