Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 131/17 Podsumowanie W12  Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej a) spektroskopia klasyczna.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 131/17 Podsumowanie W12  Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej a) spektroskopia klasyczna."— Zapis prezentacji:

1 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 131/17 Podsumowanie W12  Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej a) spektroskopia klasyczna b) spektroskopia bezdopplerowska 1. Spektroskopia nasyceniowa - wiązki pompująca & próbkująca – oddziaływanie selektywne prędkościowo  widma bezdopplerowskie nasycenie selekcja prędkości 2. Spektroskopia dwufotonowa - kompensacja przesunięć dopplerowskich związanych z wiązkami przeciwbieżnymi  Wielkie eksperymenty fizyki atomowej -pomiar przesunięcia Lamba podstawowego stanu wodoru (równoczesny pomiar widm linii Ly  i H  – „autokalibracja” energii przejść) ħ(2  + k  – k  ) = 2ħ   21 2  N2()N2()  0  Laser T DD   0 k  z 

2 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 132/17 Równoczesny pomiar widma H  i Ly  (przes. Lamba 1S) S=8161  29 MHz  2S 2P H  Ly  laser N 2 laser barwnikowy 2 x  H H 243 nm ampl. 486 nm H  Ly  skala częstości

3 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 133/17 Pułapki jonowe i atomowe po co? Pułapkowanie jonów:  Pułapka Penninga (1936) - siły kulombowskie  B (  1T) + _ V Spowolnienie - eliminacja rozszerzeń: Dopplerowskiego, zderzeniowego i przez skończony czas oddział. Lokalizacja w określonym miejscu i warunkach – możliwość bezpośr. adresowania i badania nawet pojedynczych atomów Pojedyncze/liczne atomy w jamie potencjału  kwantyzacja ruchu, stan podstawowy, degeneracja kwantowa linie ekwipotencjalne

4 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 134/17 r e, m z orbita cyklotronowa  c =eB/mc drgania osiowe orbita magnetronowa  m =cE r /Br  z <<  m <<  c  B pułapce Penninga: ruch jonów/elektronów w

5 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 135/17 Pułapka Paula 1989 W. Paul (wspólnie z H. Dehmeltem i N. Ramseyem) obserwacja jonów: pojedyncze jony – odparowanie (7  1 szt):

6 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 136/17 Eksperymenty z pojedynczymi jonami obraz jonu jon Liniowa pułapka jonowa  q. computing ?

7 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 137/17 Przeskoki kwantowe 1989 H. Dehmelt Mech. Kwant. przewiduje eksponencjalną lub periodyczną zależność P if (t), ale to dotyczy prawdopodobieństw. W konkretnej realizacji nieciągłe przeskoki kwantowe Obserwacja – 1 atom (jon) z przejściem dozwolonym i wzbronionym ze stanu podst., wzbudzanymi jednocześnie dwiema wiązkami świetlnymi: 1 kwant niebieski steruje strumieniem fotonów fioletowych: I det czas pojedynczy elektron w pułapce – atom geonium Pomiar g-2 (QED)

8 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 138/17 w National Phys. Lab. Teddington (U.K.)  „global atomic clock” (Dehmelt) przy pomocy elektrycznego oktupolowego promieniowania (E3) Zderzenia  pojedynczy jon Yb + w pułapce Paula 467 nm  369 nm 2 S 1/2 2 P 1/2 2 D 5/2 2 F 7/2 467 nm 369 nm Yb +  -1  s L # skoków MHz L # skoków MHz 172 Yb +171 Yb + Linie widmowe E3: Eksperyment

9 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 139/17 Spowalnianie i pułapkowanie atomów światłem atom może mieć n 1 < > siła F d 0 (wciąga lub wypycha) < > wartość siły rezonansowo zależy od  (F d nierezonansowo)  < 0 0 vzvz F rp FdFd -|  |/k k siła dipolowa (reaktywna) – klasyczne wciąganie dielektryka (  >0, n>1) do pola el. (niejednorodnego) siły optyczne: siła spontaniczna (siła ciśnienia światła) F rp  przekaz pędu (ciśnienie światła)

10 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 1310/17 Podstawy chłodzenia i pułapkowania atomów światłem laserowym – 1997  S.Chu,C.Cohen-Tannoudji,W.Phillips CHŁODZENIE ATOMÓW FOTONAMI (siły spontaniczne): atomy sodu: M=23, = 590 nm v = 600 m/s 400 K)  p =  ħ k abs -  ħ k em = N ħ k L – 0 po zabsorbowaniu 1 fotonu:  v R = ħk/M = 3 cm/s wiązka lasera wiązka atomów  fotonów do I = 6 mW/cm 2 czas zatrzymania: 1 ms droga hamowania:0,5 m przyspieszenie: 10 6 m/s 2 Jak chłodzić atomy?

11 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 1311/17 Fotony pochłonięte mają energię mniejszą niż reemitowane  opóźniająca siła (chłodzenie) dwie przeciwbieżne wiązki laserowe (ta sama częstość;  L <  0 ) 00 LL LL Dla  L <  0, efekt Dopplera dostraja atomy do rezonansu z przeciwbieżnymi wiązkami  0  L siła GAZ ATOMOWY ?

12 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 1312/17 kk -|  |/k  /k vzvz 0 siła Dla małych prędkości: F  -v „lepkość”  OPTYCZNA MELASA zerowa siła dla v=0 zerowa siła dla v=0 chłodzenie Wypadkowa siła:

13 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 1313/17 zimne atomy? ħLħL m=+1 m=–1 m=0 B(x) x=0 x F(x)  -x  siła zależna od położenia: pułapka atomowa ++ -- Jak pułapkować

14 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 1314/17 ? I I 1-D  3-D

15 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 1315/17   czas przelotu 0  N  10 6 at. Rb 85, T  100  T  0,0001 K  atom  30 cm/sek Pomiar temperatury:

16 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 1316/17 A) temperatury chłodzenie -  p = N ħ k L średnia prędkość = 0 absorpcja - em. spont.  grzanie  dyfuzja pędu dyspersja prędkości  0 k B T D =D/k=ħ  /2  granica Dopplera (Na: 240  K, Rb: 140  K)  max = – at/cm 3 k abs k em uwięzienie promieniowania B) gęstości atomów Ograniczenia ?

17 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 1317/17 (reaktywne – nie chłodzą!) Siły dipolowe pole E  polaryzacja ośrodka: D ind =  E  oddz. D E = -  E 2  I(r)   0 adresowanie q-bitów ? < > 0 kBTkBT I(r) U(r) r  > 0 0 I(r) U(r) r  < 0


Pobierz ppt "Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05. wykład 131/17 Podsumowanie W12  Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej a) spektroskopia klasyczna."

Podobne prezentacje


Reklamy Google