Re: Condensati Bose-Einstein

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Fri, 22 Apr 2005 21:17:57 +0200

Mik-News ha scritto:
> leggevo sulle scienze di questo mese uno speciale sui condensati di
> Bose-Einstein,ma non ho capito come,nella realizzazione di questi, i
> raggi laser a bassa potenza possano "raffreddare" gli atomi del gas.
> Qualcuno mi sa dire come accade,e perche' invece non si scalda?
Non e' precisamente semplice da spiegare, soprattutto in poche parole.
Proviamo...

1. Un fascio laser e' un flusso di fotoni di energia molto ben
definita.
2. Un atomo, nel suo stato fondamentale, puo' assorbire soltanto
fotoni di ben determinate energie.
3. Se l'atomo e' fermo, e assorbe un fotone dal fascio, riceve una
"botta" (un impulso) perche' il fotone oltre ad avere energia ha anche
quantita' di moto. Percio' l'atomo si mettera' in moto.
4. Se l'atomo invece si muove in senso opposto al fascio, e se ancora
assorbe il fotone, ricevera' la solita botta, che pero' stavolta
avra' per effetto di ridurre la velocita' dell'atomo.
5. Si tratta dunque di fare in modo che solo gli atomi del secondo
tipo assorbano fotoni dal fascio, ma non quelli del primo tipo: allora
ci saranno solo atomi rallentati.
6. Come ci si riesce? Osservando che l'atomo che va incontro al fascio
vede venirgli incontro fotoni di energia leggermente maggiore (effetto
Doppler). Si puo' allora aggiustare il fascio laser in modo che
contenga solo fotoni che non possono essere assorbiti da atomi fermi,
perche' sono di energia insufficiente, ma che invece possono essere
assorbiti da quelli che si muovono come detto.
7. Si completa l'opera usando non un solo fascio, ma parecchi (per es.
6) che colpiscono gli atomi da tutto attorno: allora ogni fascio
rallenta gli atomi che gli vanno incontro.
8. Risultato: il "pacchetto" di atomi viene rallentato, ossia
raffreddato, perche' ogni atomo, comunque si muova, trova un laser che
lo rallenta.
  

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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Fri Apr 22 2005 - 21:17:57 CEST