La creazione
di atomi superfreddi, che sono un unico oggetto quantico (onda) ha bisogno
di tre tappe:
1. Intrappolamento degli atomi in una trappola magnetica.
Gli atomi possiedono un momento magnetico proprio (spin) e perciò possono
essere considerati come delle piccole trottole.
La trappola magnetica, è una specifica configurazione del campo - un pozzo
di potenziale non molto profondo, nel quale gli atomi rimangono intrappolati,
come una trottola nel centro di un piatto.
Intrappolamento di particelle elettricamente neutre (trappola magnetica poco profonda).
I fotoni sono portatori di quantità di moto (momento cinetico), nelle collisioni con gli atomi (processi di assorbimento) possono cambiarla. "La massa" dei fotoni (definita dalla loro quantità di moto) è piccola in rapporto alla massa dell'atomo - in questo modo in ogni collisione gli atomi cambiano la propria quantità di moto di una piccola frazione - come la pallina color rubino nel mare dei fotoni2.
Raffreddamento,
per es. di un atomo di "rubino" Rb nella "melassa" di fotoni (qui sferette
di polistirene).
Il solo raffreddamento tramite laser permette di ottenere temperature
dell'ordine mK, un po' troppo per ottenere la condensazione. Il mancante
salto di temperatura si ottiene per evaporazione forzata degli atomi più
caldi (tramite la frequenza radio, che provoca il passaggio tra i sottolivelli
magnetici, separati dall'effetto
Zeeman).
E stupefacente, come forzare l'evaporazione (anche con il soffio bollente
di un fon) abbassi la temperatura.
Raffreddamento senza evaporazione |
Raffreddamento con evaporazione |
Raffreddamento forzato (con aria calda) |
Confronto dei tempi di raffreddamento