Vật lý nghiên cứu chuyên sâu
Bẫy quang và làm lạnh nguyên tử
Quan sát nguyên tử bị giữ trong thế lưỡng cực quang học và làm lạnh bởi lực tán xạ photon. Kiểm tra vai trò của độ lệch tần số laser trong lực .
⚠ Mô phỏng là hình minh họa; laser thật ở công suất bẫy có thể gây tổn thương mắt — không bao giờ nhìn trực tiếp vào chùm laser.
Dụng cụ
- Bẫy quang lưỡng cực với các chùm laser mô phỏng
- Đám nguyên tử điểm chuyển động trong thế bẫy
- Thanh trượt tham số, độ nhiễu và tham số vật lý
- Đồ thị diễn biến đại lượng và nút chạy thời gian
Các bước tiến hành
Quan sát nguyên tử trong bẫy quang
Chạy mô phỏng và kéo để xoay góc nhìn. Các nguyên tử bị giữ quanh vùng cường độ ánh sáng lớn nhất — đó là thế lưỡng cực; năng lượng liên kết tỉ lệ với cường độ chùm, khi laser lệch đỏ khỏi cộng hưởng.
Đổi tham số bẫy và độ nhiễu
Tăng thanh trượt tham số bẫy để sâu hố thế lớn hơn: đám nguyên tử co lại và ít bay ra ngoài. Sau đó tăng độ nhiễu và quan sát chuyển động ngẫu nhiên tăng — tương tự vai trò nhiệt độ làm nguyên tử thoát khỏi bẫy nông.
Liên hệ với làm lạnh Doppler
Đọc diễn biến đại lượng ở đồ thị phần hai trong khi đổi tham số vật lý. Laser lệch đỏ làm nguyên tử hấp thụ chủ yếu photon ngược chiều chuyển động (nhờ dịch Doppler), nên lực tán xạ chống lại vận tốc và hạ nhiệt độ; dự đoán trước đám nguyên tử sẽ co hay giãn khi giảm tham số.