Phương_pháp làm lạnh Doppler_Phương pháp làm lạnh Doppler là một cơ_chế được dùng để bẫy và làm lạnh nguyên_tử hoặc ion Phương_pháp làm lạnh Doppler là một trong các phương_pháp làm lạnh phổ_biến bằng laser Phương_pháp làm lạnh này đã được đưa ra bởi Theodor_W_Hänsch và Arthur_Leonard_Schawlow ở Đại_học Stanford năm 1975 và được thí_nghiệm thành_công bởi Steven_Chu ở Phòng_thí_nghiệm AT T Bell vào năm 1985 Phương_pháp Khi các nguyên_tử hoặc ion đã được bẫy trong bẫy ion thì ta dùng các laser để chiếu photon theo nhiều chiều Khi nguyên_tử chuyển_động ngược chiều với chiều chiếu photon nguyên_tử sẽ chuyển_động chậm đi vì_thế nhiệt_độ nguyên_tử cũng giảm Giải_thích Khi chiếu chùm photon có bước_sóng nhất_định về phía một nguyên_tử đang chuyển_động ngược chiều do hiệu_ứng Doppler nguyên_tử sẽ thấy photon có bước_sóng dịch_chuyển xanh Nếu bước_sóng này phù_hợp nguyên_tử có_thể hấp_thụ photon và chuyển sang trạng_thái kích_thích trong một khoảng thời_gian ngắn Khi hấp_thụ photon nguyên_tử nhận cả momen động_lượng của photon đó nên sẽ chuyển_động chậm lại vì chiều chuyển_động của photon và nguyên_tử ngược chiều nhau Do trạng_thái kích_thích không bền nguyên_tử sẽ giải_phóng photon theo một hướng bất_kỳ đồng_thời chuyển về mức năng_lượng thấp hơn Nếu photon phát ra theo hướng photon ban_đầu thì nguyên_tử càng mất momen động_lượng Còn nếu photon phát ra theo hướng ngược_lại thì momen động_lượng của nguyên_tử tăng Nhưng thường thì photon sẽ được phát ra theo nhiều hướng khác nên momen động_lượng của nguyên_tử vẫn giảm Sự thay_đổi tốc_độ của nguyên_tử khi hấp_thụ photon có_thể tính theo công_thức do_đó Nếu nguyên_tử chuyển_động cùng chiều với chiều chiếu photon theo hiệu_ứng Doppler nguyên_tử sẽ thấy photon bị dịch_chuyển đỏ lệch khỏi bước_sóng thích_hợp và nguyên_tử sẽ không_thể hấp_thụ photon Khi các nguyên_tử được bẫy trong bẫy ion và được chiếu laser theo nhiều chiều với tần_số thích_hợp các nguyên_tử sẽ liên_tục hấp_thụ và giải_phóng photon vì_thế momen động_lượng của nguyên_tử sẽ giảm dần gần về 0 Khi đó các nguyên_tử đã được làm lạnh William_D_Phillips đã đưa ra chứng_minh và thí_nghiệm việc sử_dụng phương_pháp làm lạnh Doppler để làm lạnh nguyên_tử Na_Hạn chế Nhiệt_độ thấp nhất có_thể đạt được bằng phương_pháp làm lạnh Doppler được gọi là formula _ 3 với formula _ 4 là Hằng_số Boltzmann_Ứng dụng Phương_pháp làm lạnh Doppler được rộng_rãi trong phương_pháp làm lạnh bằng laser đặc_biệt kết_hợp với những phương_pháp làm lạnh khác để tạo được hiệu_suất làm lạnh tối_ưu làm lạnh vật_thể lớn gần nhiệt_độ 0 tuyệt_đối Phương_pháp làm lạnh Doppler được sử_dụng để làm giảm nhiệt_độ của các chất_bán_dẫn làm tiền_đề cho việc chế_tạo những con chip có khả_năng tự làm lạnh kích_thước nhỏ hơn hoặc thiết_bị tiết_kiệm năng_lượng Phương_pháp làm lạnh Doppler còn được sử_dụng trong máy_tính lượng_tử Tham_khảo Liên_kết ngoài BULLET Nobel_Lecture by William_D_Phillips ngày 8 tháng 12 năm 1997 p 201 Laser cooling of automic beam
Phương_pháp làm lạnh Doppler