Presentació on s'expliquen els mètodes de refredament làser per arribar a un condesat de bose-einstein i fem càlculs per conèixer més aquest fenòmen físic.

1. Refredament
Làser
Temes de Ciència Actual
Arnau Soriano Garcia
Iván Molina Jiménez
Joan Riquelme Carmona
1er de Física
UAB

2. Índex
• Objectius
• Procediment
• Conclusions
• Biliografia

3. Introducció al
refredament
• Mètodes de refredament làser
o Utilització de 6 làsers contrapropagants.
o Camp magnètic per a generar un mínim de potencial
o Per arribar al Condensat de Bose-Einstein.

4. Objectius
• Arribar teòricament i mitjançant els càlculs
necessaris a una melassa òptica.
• Deduir l’ordre de magnitud del nombre de fotons
necessaris per a refredar l’àtom.
• Entendre els límits en la temperatura mínima a la
qual podem arribar amb els mètodes de
refredament làser.

5. Procediment (I)
• Considerem un àtom de Sodi (Na23) a una
temperatura ambient (T=300ºK). L’àtom es mou a una
velocitat:
• Enviem un fotó de freqüència lleugerament inferior a
la freqüència natural d’oscil·làció de l’àtom.
• Produeix un xoc i una absorció. Podem aplicar la Llei
de la Conservació de l’Energia:
1
2
· 𝑚 · 𝑣2
=
3
2
· 𝐾𝑏 · 𝑇  v= 570,25 m/s
ℎ
2𝜋
· 𝑤 +
1
2
· 𝑚 · 𝑣2 =
ℎ
2𝜋
· 𝑤0 +
1
2
· 𝑚 · 𝑣2′

6. Procediment (II)
• Obtenim un increment de velocitat/fotó de:
• Calculem el nombre total de fotons :
• Tenint en compte que l’àtom absorbeix 107
fotons
per segon:
Són els segons que caldrà estar irradiant l’àtom.
∆𝑣 = 𝑣′
− 𝑣 = 0.019𝑚/𝑠  ∆𝑇 =3,46·10−7
K/fotó
𝑛º 𝑑𝑒 𝑓𝑜𝑡𝑜𝑛𝑠 =
𝑇
ΔT
=
300
3.46 · 10−7 = 866881240 𝑓𝑜𝑡𝑜𝑛𝑠
866881240 𝑓𝑜𝑡𝑜𝑛𝑠 ·
1 𝑠
107 𝑓𝑜𝑡𝑜𝑛𝑠
= 86,69 𝑠

7. Conclusions
• El làser que utilitzem ha de complir dos requisits
fonamentals:
 Longitud d’ona de 241.44 nm.
 Potència suficient per a induir 107
absorcions per segon.
• Necessitarem de l’ordre de 8,6· 108 fotons per a arribar a
refredar un àtom fins a temperatures pròximes als 0ºK.
• El límit de temperatura en el sodi 23 és de l’ordre dels 𝜇𝐾
ja que els làsers envien els àtoms cap a nivells de menys
energia i existeix un llindar a partir del qual els àtoms no
poden ser més refredats.

8. Bibliografia
• Pàgines web rellevants:
• http://hyperphysics.phy-
astr.gsu.edu/hbasees/optmod/lascool.html
• Wikipedia :
• http://en.wikipedia.org/wiki/Superfluidity
• http://ca.wikipedia.org/wiki/Graf%C3%A8
• http://ca.wikipedia.org/wiki/Sodi
• Enciclopèdia Catalana:
http://www.enciclopedia.cat/EC-GEC-0518300.xml-0
• Revista “Investigación i ciencia: Artícle Mundos
cuánticos” simulados del número de Maig de 2015.
• Conferència de la sessió G de l’assignatura de TCA.