Лазерное охлаждение атомов рубидия

УДК 539.184
Е.О. Терещенко
Московский физико-технический институт (государственный университет)
ЛАЗЕРНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ АТОМОВ РУБИДИЯ.
Охлаждение частиц является эффективным подходом для устранения доплеровского эффекта и для увеличения времени взаимодействия частиц с полем [1]. Методы
измерений в облаке холодных частиц обладают преимуществами по сравнению с методами выборки сигнала от самых медленных частиц из Максвелловского распределения, так как существенно большее количество холодных частиц могут давать вклад в
полезный сигнал. Лазерное охлаждение является одним из наиболее эффективных способов охлаждения атомов.
Методом лазерного охлаждения мы рассчитываем получить холодные атомы рубидия с целью дальнейшего их использования в двухфотонной спектроскопии [2]. Схема двухфотонного перехода в атоме рубидия приведена на рис. 1.
Рис.1. Схема двухфотонного перехода
в рубидии 87Rb.
Рис.2 Схема уровней рубидия 87Rb вблизи
охлаждающего перехода.
В нашем эксперименте для удержания атомов рубидия в небольшой области пространства, порядка нескольких мм3, используется магнитооптическая ловушка. Для оптического охлаждения используются два лазера, один из которых предназначен для
резонансного взаимодействия с охлаждающим циклическим переходом атома между
подуровнями 5 2S1/ 2 (F=2) → 5 2P3/ 2 (F=3), а второй лазер для перекачки населенности с
подуровня 5 2S1/ 2 (F=1), не взаимодействующего с охлаждающим лазером, на подуровень 5 2P3/ 2 (F=2) (см. рис.2).
Экспериментальная установка, за исключением небольших доработок, собрана и
готова к проведению экспериментов. Мы рассчитываем получить температуру газового облака ∼ 1 мК, при концентрации атомов ∼ 1011 − 1012 см-3.
Литература
1. Fritz Reihle Frequency Standards – Wiley-VCH Verlag Gmbh & Co, KGaA, Weinheim, 2004.
2. Летохов В.С., Чеботаев В.П. Нелинейная лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990.