用激光光场冷却粒子

使用激光使原子减速是一项已经被使用了很长时间的技术：如果人们想要在绝对温度为零的范围内实现低温世界纪录，人们就会求助于激光冷却，在这种技术中，用合适的激光束从原子中提取能量。

最近，这种技术也被应用于纳米和微米范围内的小颗粒。这对于单个粒子来说已经很有效了，但是如果你想一次冷却几个粒子，问题就变得困难得多。维也纳大学理论物理研究所的Stefan Rotter教授和他的团队现在提出了一种方法，在这种情况下也可以实现非常有效的冷却。

光被整形成最佳波形，以降低粒子的速度。

不仅仅是一束光，而是整个光的图案

Stefan Rotter说：“在激光冷却原子时，人们只使用一束普通的激光束。然而，这种方法不适用于冷却纳米颗粒。我们现在的诀窍是不断调整激光束的空间结构以适应粒子运动，从而在每个时间点实现最佳冷却”。

Jakob Hüpfl补充道：“通过我们开发的方法，你可以很快计算出这种光模式的样子。当粒子改变它们的位置时，你可以不断地调整光模式，从而不断地使粒子减速”。他正在研究这个主题，作为他博士论文的一部分。

有趣的是，要使用这种新方法，你不需要知道粒子的位置，甚至不需要知道有多少粒子以及它们是如何移动的。你只需把光送入系统，然后测量这些光是如何被粒子改变的。由此，确定了最佳的光模式，在下一时刻必须用这种模式照射粒子，以使它们的运动速度再慢一点，直到它们的运动最终“冻结”。到目前为止，这只是理论工作，但实验已经在进行中。

该方法现已发表在《物理评论快报》和《物理评论A》杂志上。

相关链接：https://phys.org/news/2023-02-theoretical-cooling-particles-laser-fields.html