Enfriamiento láser
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El enfriamiento láser se refiere a un conjunto de técnicas en las cuales muestras atómicas y moleculares son enfriadas hasta acercarse al cero absoluto a través de la interacción con uno o más campos láser. Todas las técnicas de enfriamiento láser se basan en el hecho de que cuando un objeto (normalmente un átomo) absorbe y reemite un fotón (una partícula de luz) su cantidad de movimiento cambia. La temperatura de un conjunto de partículas es mayor cuanto mayor es la varianza de la distribución de velocidades de las partículas. Las técnicas de enfriamiento láser combinan la espectroscopia atómica con el mencionado efecto mecánico de la luz para comprimir la distribución de velocidades de un conjunto de partículas, de este modo enfriándolas.
1 | Un átomo estacionario no ve el láser ni desplazado al rojo ni al azul y no absorbe el fotón. |
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2 | Un átomo moviéndose respecto al láser lo ve desplazado al rojo y no absorbe el fotón. |
3.1 | Un átomo moviéndose hacia el láser lo ve desplazado al azul y absorbe el fotón, frenando el átomo. |
3.2 | El fotón excita el átomo, moviendo un electrón a un estado cuántico superior. |
3.3 | El átomo reemite un fotón. Dado que su dirección es aleatoria, no cambio neto en la cantidad de movimiento considerando muchos átomos. |
El primer ejemplo de enfriamiento láser, y todavía también el método más común (tanto que a menudo es denominado simplemente 'enfriamiento láser') es el enfriamiento Doppler. Otros métodos de enfriamiento láser son: