Как фотоны используются в лазерном охлаждении?

Фотоны (кванты света) используются в лазерном охлаждении благодаря эффекту Доплера. 35

Процесс происходит так: лазерный луч освещает тёплое облако атомов, частота лазера настроена ниже атомного резонанса. 5 Отдельные атомы предпочтительно поглощают лазерный свет в направлении, противоположном движению атома. 5 Поглощённый свет переизлучается атомом в произвольном направлении. 5

После многократного излучения и поглощения света итоговый эффект для облака атомов заключается в том, что они будут расширяться медленнее. 5 Более медленное расширение отражает уменьшение распределения атомов по скоростям, что соответствует более низкой температуре, и, следовательно, атомы охлаждаются. 5

Для лазерного охлаждения газов нужно направить луч против движения пучка свободных атомов, а частоту (то есть цвет луча) выбрать так, чтобы энергия фотона была немного меньше энергии возбуждения атома в покое. 3