国外科学家创下激光冷却分子的密度新纪录！

2023-05-12 13:39

近日，国外科学家成功开发出一种新型的激光冷却和输送技术，在保持超冷的同时，将大量的分子压缩到一个封闭的空间中。

美国科罗拉多大学博尔德分校的研究人员Justin Burau通过使用一种独特的磁光学陷阱，将一团团分子冷却至多普勒温度以下。

将分子云冷却到量子退行性，需要一个包含多阶段的过程。首先，分子团在磁光阱（MOT）中被限制并激光冷却至数十μK，其中三对反向传播的激光束会聚在四极磁场的零点。然后，分子团被转移到一个用于存储的陷阱（CT），在那里蒸发冷却能够将其温度降低到几十nK。

这种方法的问题在于，通常用于分子MOT的激光器，相对于分子共振是“红色失谐”的，不能低于多普勒冷却极限，因此会产生相对温暖和扩散的分子团。因此，转移到CT的分子数密度通常很低。

Burau和他的同事使用称为“gray molasses cooling”的流程来冷却氧化钇分子。该技术使用蓝色失谐激光将分子驱动到“暗”基态，在该状态下它们会停止吸收入射光子。

最终通过使用具有特定偏振配置的光以及MOT的四极场，它们实现了亚多普勒冷却并产生压缩分子团的位置相关力。研究人员表示，这种体积压缩将有助于大幅提高分子进入CT的传输效率（目前可能只有几个百分点）。

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