磁光陷阱
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在原子、分子和光学物理学中,磁光陷阱(英文: Magneto-optical trap, MOT)是一种利用激光冷却和空间变化磁场来创建陷阱,用以捕捉中性原子的装置。 磁光陷阱能达到的的温度取决于原子种类,最低可以低至几微克耳文。然而,某些原子(例如锂-7)的超精细结构无法被解析,所以磁光陷阱无法将其温度降低至多普勒冷却极限。
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磁光陷阱由四极子式分布的弱磁场,以及六束圆偏振、红失谐(英语:Laser detuning)、且相互交叉的光学糖蜜(英语:Optical molasses)光束所构成。当原子远离陷阱中心的磁场零(两线圈之间)时,其能阶之间的跃迁频率会因塞曼位移随空间的改变,从而逐渐与六道光束的频率达到共振,并产生散射力,将原子推回到陷阱的中心。这就是磁光陷阱捕获原子的原理。另外,此一散射力来自于原子移动时,接收了迎面而来的光子所携带的反向动量。因此在经过吸收光子、再藉自发辐射释放出光子的多次循环后,平均而言,原子会逐渐被减速(或者说被“冷却”)。如此一来,磁光陷阱就能将秒速数百米的原子,冷却至仅剩秒速数十公分 (同样地,实际速度取决于原子种类)。