Магніто-оптична пастка

Магні́то-опти́чна па́стка (англійське скорочення MOT) — пристрій, який використовується для лазерного охолодження і магніто-оптичного захоплення для отримання груп холодних, нейтральних атомів при температурах порядку декількох сотень або десятків мікрокельвіна.

Даний метод дозволяє захоплювати нейтральні атоми, на відміну від пасток Пеннінга і Пауля, які працюють тільки з зарядженими частинками.

Спроектована і реалізована в 1987 році Стівеном Чу (Bell Labs). У першій установці використовувалося доплерівське охолодження, були досягнуті температури близько 600 мікрокельвінів (300—1000 мкК), час утримання — понад 2 хвилини, густина нейтральних атомів Na 2*10¹¹ ат / см, кількість атомів понад 10⁷. [1]

За створення МОП і дослідження з її застосування Стівен Чу був удостоєний Нобелівської премії з фізики за 1997 рік.

Магніто-оптична пастка є розвитком первинної схеми Стіва Чу з охолодження атомів в оптичній патоці. Охолодження відбувалося у вакуумній камері, в області, в якій перетиналися шість лазерних охолоджуючих пучків (по два уздовж кожної осі, їх часто отримують за допомогою 3 лазерів і 3 дзеркал). Через дію сили тяжіння охолоджені атоми швидко, за час порядку однієї секунди, випадали з охолоджувальної області. Для компенсації тяжіння в установці за допомогою двох соленоїдів створювалося квадрупольне магнітне поле. Магніти розміщуються співвісно перед і після області патоки, в конфігурації, схожій з кільцями Гельмгольца. На відміну від схеми Гельмгольца струм у котушках тече в протилежних напрямках.

MOT часто використовуються як перший етап в отриманні конденсату Бозе — Ейнштейна, в тому числі використовувалися в експериментах з атомними лазерами.

Можуть використовуватися в атомних годинниках підвищеної точності.

Охолоджений в MOT ¹³³Cs використовувався для отримання найточніших вимірювань порушення CP-симетрії.

• The Nobel prize in physics 1997. Nobelprize.org (October 15, 1997). Перевірено 11 грудня 2011 року Процитовано 16 травня 2012.
• Raab E. L., Prentiss M., Cable A., Chu S., Pritchard D.E. (1987). «Trapping of neutral sodium atoms with radiation pressure». Physical Review Letters 59 (23): 2631—2634. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.59.2631. Bibcode: 1987PhRvL..59.2631R. [1]
• Metcalf, Harold J. and Straten, Peter van der. Laser Cooling and Trapping. — Springer-Verlag New York, Inc, 1999. — ISBN 9780387987286.
• Foot, C.J. Atomic Physics. — Oxford University Press, 2005. — ISBN 9780198506966.
• Monroe C, Swann W, Robinson H, Wieman C. (1990-09-24). «Very cold trapped atoms in a vapor cell». Physical Review Letters 65 (13): 1571—1574. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.65.1571. PMID 10042304. Bibcode: 1990PhRvL..65.1571M.
• Liwag, John Waruel F. Cooling and trapping of 87Rb atoms in a magneto-optical trap using low-power diode lasers, Thesis 621.39767 L767c (1999)
• K B Davis, M O Mewes, M R Andrews, N J van Druten, D S Durfee, D M Kurn, and W Ketterle (1997-11-27). «Bose-Einstein Condensation in a Gas of Sodium Atoms». Physical Review Letters 75 (22): 3969-3973. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.75.3969. PMID 10059782. Bibcode: 1995PhRvL..75.3969D

• Атомы в оптической патоке. Ю. К. Джикаев, кфмн
• Развитие методов охлаждения и пленения атомов с помощью лазерного света. Нобелевские лекции по физике 1997 // УФН март 1999 т 169 № 3
• Лазерное охлаждение и пленение нейтральных атомов. Нобелевские лекции по физике 1997 // УФН март 1999 т 169 № 3