التبريد بالليزر هي تقنيات تبريد تهدف للوصول بالجسم المُبرد إلى درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق من خلال تسليط حزمة فوتونات على حركة الذرات فتتباطأ وتفقد حراراتها[1]. نال كلٌ من كلود كوهين تانوجي و ستيفن تشو جائزة نوبل في الفيزياء عام 1997م لإسهاماتهم في تطوير هذه التقنية.
تبسيط مبدأ دوبلر الليزر التبريد:
| 1 | ثابتة ذرة يرى الليزر لا أحمر ولا أزرق تحول و لا يمتص الفوتون. |
|---|---|
| 2 | ذرة تتحرك بعيدا عن الليزر يراها حمراء تحول و لا يمتص الفوتون. |
| 3.1 | ذرة تتحرك نحو ليزر يراها الأزرق-تحول و يمتص الفوتون ، وتباطؤ الذرة. |
| 3.2 | الفوتون يثير ذرة ينتقل الإلكترون إلى أعلى الكم الدولة. |
| 3.3 | الذرة إعادة تنبعث الفوتون. كما اتجاهه هو عشوائي ، لا يوجد صافي التغير في الزخم على العديد من امتصاص الانبعاثات دورات. |
تبريد دوبلر
الليزر اللازمة الضوئية الممغنطة محاصرة من الروبيديوم 85: (أ) & (ب) الاستيعاب (الأحمر detuned إلى خط منقط) و عفوية الانبعاثات دورة (ج) و (د) يحظر التحولات ، (e) يدل على أنه إذا كان تبريد الليزر يثير ذرة إلى F=3 الدولة ، فإنه يسمح تسوس إلى "الظلام" أقل فائق الدقة, F=2 الدولة ، والتي من شأنها أن توقف عملية التبريد ، إذا لم يكن repumper الليزر (f).
التجارب في تطوير تقنية التبريد بالليزر
يُستخدم التبريد بالليزر للحصول على ذراتٍ ذات برودة شديدة لتجارب متعلقة بميكانيكا الكم،هذه التجارب تتطلب درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق - حوالي سالب 273.2 درجة مئوية- حيث تظهر بعض ظواهر ميكانيكا الكم الفريدة كظاهرة تكاثف بوز-أينشتاين. سابقًا كان التبريد بالليزر موجه للذرات الوحيدة لكن في ظل التطور القائم أضحى بالإمكان تبريد جسيمات صغيرة .
- في عام 2010 م تمكن فريق أبحاث في جامعة ييل من تبريد جزيئات ثنائية الذرة[2].
- وفي عام 2011 م تمكن فريق من معهد كاليفورنيا للتقنية وجامعة فيينا من تحقيق تقدم آخر حيث بُرَدت صفيحة بأبعاد (1μm×10μm)[3].
مقالات ذات صلة
- موصلية فائقة
- تأثير موسباور
- مطيافية موسباور
- الباحثون في مجال التبريد بالليزر:-
المراجع
- كتاب: أخبرني من فضلك، لباسل حربة
- E. S. Shuman; J. F. Barry; D. DeMille (2010). "Laser cooling of a diatomic molecule". Nature. 467: 820–823. arXiv:. Bibcode:2010Natur.467..820S. doi:10.1038/nature09443. PMID 20852614.
- Caltech Team Uses Laser Light to Cool Object to Quantum Ground State. Caltech.edu. Retrieved June 27, 2013. Updated 10/05/2011 نسخة محفوظة 25 مارس 2017 على موقع واي باك مشين.
مصادر إضافية
- Atomic Physics. Foot, C.J. Oxford University Press (2005). Pdf
- Cohen-Tanoudji, Claude (2011). Advances in Atomic Physics. World Scientific. p. 791. ISBN 978-981-277-496-5. doi:10.1142/6631
- Bowley, Roger; Copeland, Ed (2010). "Laser Cooling". Sixty Symbols. Brady Haran for the جامعة نوتنغهام. مؤرشف من الأصل في 10 أكتوبر 2018.
- Laser Cooling HyperPhysics