Лазерно охлаждане на атомите и създаването на уникален лазер, базиран на FIAN, Нанотехнология Nanonewsnet
Физически институт на името на П.Н. Лебедев RAS (FIAN) е един от световните лидери в областта на лазерното охлаждане на атомите. Служителите на FIAN, работещи в тази насока, активно си сътрудничат със специалисти от Всеруския изследователски институт по физико-технически и радиотехнически измервания (FSUE VNIIFTRI), главният метрологичен център на страната. Получените резултати от изследванията позволиха да се започне решаването на немислим досега проблем - създаването на уникален лазер с ширина на спектъра по-малка от един херц.
Процесът на лазерно охлаждане е свързан със забавянето на атомите в лазерното поле. Атомите в постоянно движение разпръскват фотони (кванти на светлината). Ето защо светлината (поток от фотони) влияе на атомите. И ако честотата на нейното излъчване е правилно настроена по отношение на прехода в атома, частицата, която е попаднала в такава специално подготвена светлина, се забавя. Частицата "се забива" в светлинния поток, забавя се и съответно се охлажда до много ниски температури. Значително по-ниски от тези, които могат да бъдат получени по друг начин, например в криостати.
Лазерното охлаждащо устройство е вакуумна камера, в която лазерните лъчи са насочени от шест страни. В края на краищата, за охлаждане, атомът трябва да бъде забавен във всичките три координати (възможни посоки на движение). Горещите атоми се изхвърлят в камерата или като пара, или като лъч. След охлаждане облак от студени и уловени атоми, плаващи във вакуум („левитиращ“), изглежда като светеща точка. Броят на атомите в облака може да се промени от няколко на няколко милиона. Когато лазерното лъчение е изключено, облакът започва да пада под въздействието на гравитацията.
Казва лекар физ.-мат. Николай Колачевски:
Ако охладите (с хладилник) газ, той първо се превръща в течност и след това в твърдо вещество. И той има напълно различни характеристики в сравнение с отделните атоми - поради силни взаимодействия в решетката, вместо тънки нива, се появяват зони и свойствата се променят радикално ... Следователно криостатите не са подходящи за решаване на проблема с дълбокото охлаждане на отделните частици. В допълнение, максимално постижимите температури, осигурени от съвременните криостати, са около 50 миликелвина, т.е. 0,05 К. И при проблемите с лазерното охлаждане говорим за микрокелвин, който е с три порядъка по-нисък. Охладените атоми са разреден газ в контролиран режим, което дава възможност да се наблюдават редица специфични ефекти, например преход в кондензирано състояние на Бозе, да се изследва квантовата природа на тези атоми и да се използват в тях редица приложени проблеми. ".