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但降温的最终结果只是给原子减速,原子虽然慢了下来,但它们依旧无序的散落在冷却区域的各处。
就像你圈定了很长一条的高速公路,让其中的车子都失去了动力停在原处,但想要研究这些车子,还需要把它们给聚集到一起才行。
所以这时候呢,就要上另一个技术手段了。
那就是磁-光囚禁阱。
磁-光囚禁阱简称磁光阱,代号MOT。
在《自然》杂志2019年评选出的百大微观实验中,磁光阱位列第58位,是一个非常非常精妙的实验设计。
它利用了磁场和光场,慢慢的将微粒变得可控可聚集起来。
MOT具体的方法是在z方向上安装一对反亥姆霍兹线圈,则在xy平面上是沿径向分布的磁场。
正中心磁场为0,在磁场不为0的地方,会产生塞曼分裂。
塞曼分裂的能级为ΔE=gμBBzn,而能级劈裂的大小与磁场大小有关,磁场大小与空间位置有关。
所以在存在MOT的情况下,二能级原子会受到一个Fmot的力。
此时施加两束对射的圆偏振光,当磁场正向时,相较于σ+的光,σ-的光失谐小,更接近与原子共振。
因此原子会沿着σ-的光传播方向移动到磁场接近0的位置。
磁场负向的地方则相反,最终还是会将原子推向磁场接近于0的地方。
最终。
原子就会被囚禁在磁场为0的点上。
这个原理非常简单,也非常好理解。
MOT可以聚集很多的原子,一次大约可以聚集千万以上的量级,同时原子密度也会比较大,大概在10^9cm^3左右。
就相当于有一辆铲车,把停在高速路上的所有汽车都‘推’到了一起。
当然了。
传统MOT的实验对象是原子,实验的时候加入的都是原子气体——没错,都是气体。(气态金属原子这概念不知道现在的课本上讲过没有,印象中应该是有的)
而与原子不同,徐云他们此次需要考虑的是孤点粒子。
二者无论是在体积还是难度上都无法同一而论,只是孤点粒子同样为电中性,所以孤点粒子是极少数可以用MOT原理进行凝聚的微粒。
不过说一千道一万,这终究只是理论上的可行性。
能不能成功将孤点粒子基态化,还需要看最终的实操环节。
“陆教授。”
操作台边,徐云正在和陆朝阳介绍着自己的实验思路:
“我的想法是这样的,首先,我们在束流通道的内部利用倏逝波构造出一个不均匀光强的光场。”
“接着呢,再根据光场分布,去铺设相同趋势的电场。”
“如此一来,每个点倏逝波产生偶极力的不同,便会让微粒不停的‘蹦跶’。”
“每‘蹦跶’一次,我们就略微降低囚禁电场,原子之间的静电斥力就会让带电微粒散开,外侧的粒子就会逃逸。”
“而孤点粒子,则由于没有静质量也没有带电性的原因,将会永久性的保存在通道内。”
徐云的这个方案用人话……用通俗点的话来说,就相对于现实里的抖簸箕。
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