User:PhysForscher/磁光陷阱

在原子、分子和光學物理學中，磁光陷阱（ MOT ）利用雷射冷卻和空間變化磁場來創建陷阱，用以製備低溫中性原子樣本。磁光陷阱能達到的的溫度取決於原子種類，通常可以低至幾微克爾文，大約比光子反衝極限低兩到三倍。然而，某些原子（例如鋰-7）的超精細結構能階無法被解析，所以磁光陷阱無法將其溫度降低至都卜勒冷卻極限。

磁光陷阱由四極子式分佈的弱磁場，以及六束圓偏振、紅失諧、且相互交叉的光學糖蜜光束所構成。當原子遠離陷阱中心的磁場零點（兩線圈之間）時，其能階之間的躍遷頻率會因塞曼位移隨空間的改變，從而逐漸與六道光束的頻率達到共振，並產生散射力，將原子推回到陷阱的中心。這就是磁光陷阱捕獲原子的原理。另外，此一散射力來自於原子移動時，接收了迎面而來的光子所攜帶的反向動量。因此在經過吸收光子、再藉自發輻射釋放出光子的多次循環後，平均而言，原子會逐漸被減速(或者說被「冷卻」)。如此一來，磁光陷阱就能將秒速數百公尺的原子，冷卻至僅剩秒速數十公分 (同樣地，實際速度取決於原子種類)。

順帶一提，儘管彭寧離子阱或保羅離子阱可以藉由電場和磁場來捕獲帶電粒子，但這些陷阱對中性原子無效。

參見

參考資料

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