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物理与工程

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超冷原子物理学与原子光学

特约稿件

李师群

(华大学勃理系 .京 1 0 8 )清北 0 0 4 (稿日期：2 O 2 2 )收 0卜】】

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最近十多年来，个新的领域——超冷原一子物理学蓬勃地发展起来 .所谓“冷”是指超，

1 1激光冷却中性原子思想的提出 .

激光冷却中性原子的思想是 HS s和 nh原子作为整体的平动速度极低应温度低于对 ca o 95] 1 mK( 0。 .如此低温度下的原子体系， 1 K)体 S h wl w在 1 7年提出的 .他们提出用现若干新的现象 .从新的物理规律 .其中特处于多普勒增宽线型低频端的准单色激光对 遵别有意义的是原子气体玻色爱因斯坦凝聚 ( EC现象 . 0 1年的诺贝尔物理学奖就是 B ) 20授予在 B C实验实现和性质研究方面做出重 E要贡献的 E A. o n t, . tel . C r e1W Ketre和 C E. . W ima三位物理学家的 .超冷原子体系技 e n术上能实现，赖于发展于 2有 0世纪 8 O年代的射原子，使其损失动量而减速 .图 1表示这可

样的过程.原子静止时的吸收频率为 h,由则 于多普勒效应，它以速度 对着光波运动当时 .共振吸收的光波的频率是被

激光冷却和捕陷中性原子的方法 .鉴于这种方法在科学技术发展中的重要性 .此在该领因域中做出过杰出贡献的 S Ch (棣文 ) C. . u朱 . Coh n Ta n u j e n o di和 w . Phi i s被授予了 D. lp l

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l9 9 7年度的诺贝尔物理学奖 . 短短四年中，贝尔物理学奖两次授予同诺发展方向，充分说明这一新发展方向的重这 要性. 图 l多昔勒砖却原理

吸收后原子以自发辐射的方式发出

光子

回到初态 .然后再吸收光子，自发辐射…… .再 每次吸收一个光子 .子都在其运动方向损失原 一

1激光冷却和捕陷中性原子技术 有关这一物理方法 .术发展的较详细的技

点动量；每次自发辐射，射光子的方向而发

却是随机的 (自发辐射是各向同性的 )因之 .多次吸收一发辐射过程之后 .收时原子在自吸其运动方向的动量损失累加，发射时原子得而到的动量反冲平均为零，子因之会被减速，娘

介绍 .者可参阅笔者有关的综述文血【本读 文中只作扼要的概括 .