Серая патока - Gray molasses

Есть много методов для субдоплеровское лазерное охлаждение из атомы к низкому температуры. Среди этих, серая патока особенно эффективен для атомов с плохо разрешенным сверхтонкая структура, такой как изотопы из калий и литий.^[1] Он сочетает в себе эффекты Сизифовое охлаждение с селективным по скорости темное состояние, что предотвращает рассеяние света уже холодными атомами.

Серая патока основана на наличии ярких состояний, в которых атом взаимодействует с лазерным светом, и темных состояний, которые могут быть созданы либо с помощью циркулярно поляризованный свет на ${ Displaystyle F rightarrow F '= F}$ или же ${ Displaystyle F rightarrow F '= F-1}$ переход или EIT-подобные когерентные темные состояния.^[2] Пространственно изменяющийся световой сдвиг ярких состояний позволяет движущимся атомам претерпевать Сизифов эффект охлаждения. Отсюда атомы могут быть с оптической накачкой в темные состояния. Связь между темным и ярким состояниями спроектирована таким образом, что самые холодные атомы оказываются в ловушке темных состояний, а горячие атомы возвращаются в цикл охлаждения Сизифа.

Исторически серая патока была представлена атомными видами, такими как рубидий^[3] и цезий^[4] на Линия D2, но в последнее время был использован для обеспечения эффективного охлаждения калия и лития с помощью Линия D1.^[1] Избегая необходимости в отдельной лазерной системе, D2-линия охлаждение серой патоки также было продемонстрировано в ⁴⁰К.^[5]

Рекомендации

^ ^а ^б Сиверс, Франц; Крецшмар, Норманн; Фернандес, Диого Рио; Суше, Даниэль; Рабинович, Майкл; Ву, Сайцзюнь; Паркер, Колин В .; Хайкович, Лев; Саломон, Кристоф (23 февраля 2015 г.). «Одновременное субдоплеровское лазерное охлаждение фермионных $ ^ {6} mathrm {Li} $ и $ ^ {40} mathrm {K} $ на линии $ {D} _ {1} $: теория и эксперимент». Физический обзор A. 91 (2): 023426. arXiv:1410.8545. Bibcode:2015PhRvA..91b3426S. Дои:10.1103 / PhysRevA.91.023426.
^ Натх, Дипанкар; Ишваран, Р. Колленгоде; Rajalakshmi, G .; Унникришнан, С. С. (2013-11-08). "Глубокое субдоплеровское охлаждение за счет квантовой интерференции атомов $ {} ^ {39} $ K в серой патоке". Физический обзор A. 88 (5): 053407. arXiv:1305.5480. Bibcode:2013PhRvA..88e3407N. Дои:10.1103 / PhysRevA.88.053407.
^ Weidemüller, M .; Esslinger, T .; Ольшаний, М. А .; Hemmerich, A .; Hänsch, T. W. (1994-01-01). «Новая схема эффективного охлаждения ниже предела отдачи фотонов». EPL. 27 (2): 109. Bibcode:1994EL ..... 27..109W. Дои:10.1209/0295-5075/27/2/006. ISSN 0295-5075.
^ Boiron, D .; Triché, C .; Мичер, Д. Р .; Verkerk, P .; Гринберг, Г. (1995-11-01). «Трехмерное охлаждение атомов цезия в четырехлучевой серой оптической патоке». Физический обзор A. 52 (5): R3425 – R3428. Bibcode:1995ПхРвА..52.3425Б. Дои:10.1103 / PhysRevA.52.R3425. PMID 9912766.
^ Брюс, Г. Д .; Haller, E .; Peaudecerf, B .; Cotta, D.A .; И я.; Wu, S .; Johnson, M. Y. H .; Lovett, B.W .; Kuhr, S. (2017-01-01). «Субдоплеровское лазерное охлаждение 40 К комбинационной серой патокой на линии $ D_2 $». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика. 50 (9): 095002. arXiv:1612.04583. Bibcode:2017JPhB ... 50i5002B. Дои:10.1088 / 1361-6455 / aa65ea. ISSN 0953-4075.

[:0-1] а ^б Сиверс, Франц; Крецшмар, Норманн; Фернандес, Диого Рио; Суше, Даниэль; Рабинович, Майкл; Ву, Сайцзюнь; Паркер, Колин В .; Хайкович, Лев; Саломон, Кристоф (23 февраля 2015 г.). «Одновременное субдоплеровское лазерное охлаждение фермионных $ ^ {6} mathrm {Li} $ и $ ^ {40} mathrm {K} $ на линии $ {D} _ {1} $: теория и эксперимент». Физический обзор A. 91 (2): 023426. arXiv:1410.8545. Bibcode:2015PhRvA..91b3426S. Дои:10.1103 / PhysRevA.91.023426.

[2] Натх, Дипанкар; Ишваран, Р. Колленгоде; Rajalakshmi, G .; Унникришнан, С. С. (2013-11-08). "Глубокое субдоплеровское охлаждение за счет квантовой интерференции атомов $ {} ^ {39} $ K в серой патоке". Физический обзор A. 88 (5): 053407. arXiv:1305.5480. Bibcode:2013PhRvA..88e3407N. Дои:10.1103 / PhysRevA.88.053407.

[3] Weidemüller, M .; Esslinger, T .; Ольшаний, М. А .; Hemmerich, A .; Hänsch, T. W. (1994-01-01). «Новая схема эффективного охлаждения ниже предела отдачи фотонов». EPL. 27 (2): 109. Bibcode:1994EL ..... 27..109W. Дои:10.1209/0295-5075/27/2/006. ISSN 0295-5075.

[4] Boiron, D .; Triché, C .; Мичер, Д. Р .; Verkerk, P .; Гринберг, Г. (1995-11-01). «Трехмерное охлаждение атомов цезия в четырехлучевой серой оптической патоке». Физический обзор A. 52 (5): R3425 – R3428. Bibcode:1995ПхРвА..52.3425Б. Дои:10.1103 / PhysRevA.52.R3425. PMID 9912766.

[5] Брюс, Г. Д .; Haller, E .; Peaudecerf, B .; Cotta, D.A .; И я.; Wu, S .; Johnson, M. Y. H .; Lovett, B.W .; Kuhr, S. (2017-01-01). «Субдоплеровское лазерное охлаждение 40 К комбинационной серой патокой на линии $ D_2 $». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика. 50 (9): 095002. arXiv:1612.04583. Bibcode:2017JPhB ... 50i5002B. Дои:10.1088 / 1361-6455 / aa65ea. ISSN 0953-4075.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]