משתמש:Iron Dome/טיוטה

קירור דופלר

קירור דופלר הינו טכניקה המשמשת ללכידת והאטת אטומים נעים באמצעות לייזר. הטכניקה מתבססת על העיקרון של אפקט דופלר.

הסבר

Simplified principle of Doppler laser cooling:

1	A stationary atom sees the laser neither red- nor blue-shifted and does not absorb the photon.
2	An atom moving away from the laser sees it red-shifted and does not absorb the photon.
3.1	An atom moving towards the laser sees it blue-shifted and absorbs the photon, slowing the atom.
3.2	The photon excites the atom, moving an electron to a higher quantum state.
3.3	The atom re-emits a photon. As its direction is random, there is no net change in momentum over many photons.

קירור דופלר מערב אור ותנועת אטומים בתדירות מסויימת. הקירור מתבצע על ידי הארה בלייזר בעל תדר מעט נמוך יותר מתדר הרזוננס של האטומים שמקררים על צבר הטומים שמקררים.

על פי אפקט דופלר כאשר גוף זז לכיוון קרן אור תדר האור מוסט לכחול ולכן האטומים שזזים לכיוון הקרן יראו קרן שהיא בדיוק ברזוננס שלהם ויבלעו פוטונים רק מהקרן הזו. כל פוטון יתן לאטום תנע בכיוון הפוך לכיוון התנועה של האטום ויאט אותו, האטום אומנם יפלוט את הפוטון אך בכיוון אקראי.

בתדר הזה, הנמוך משל רזוננס האטומים, הפוטונים לא יבלעו באטום מכל הכיוונים, אלא רק בכיוון שאליו הוא נע.

טמפרטורת דופלר

טמפרטורת דופלר היא הטמפרטורה המינימלית שאפשר להשיג בעזרת טכניקת קירור דופלר.

הנוסחא לטפרטורת דופלר הינה:

$$T_{\mathrm {Doppler} }=\hbar \gamma /(2k_{\text{B}}),$$

כאשר $k_{\text{B}}$ מייצג את קבוע בולצמן ו$\hbar$ מייצג את קבוע פלאנק.

עיקרון טמפרטורת דופלר אומת עם גז הליום מטסטבילי.

קירור לטמפרטורות נמוכות מטמפרטורת דופלר

קירור בעזרת לייזר לטמפרטורות נמוכות מטפרטורת דופלר אפשרי בעזרת שיטוט קירור אחרות כגון קירור סיזיפוס.