朱棣文：利用激光冷却捕捉原子的科学大师

本文通过对华裔物理学家朱棣文的成长、成功和成名的人生足迹的简要论述,较为系统地挖掘了他的教育与科研思想以及其充满爱心、情系中华的崇高品格等,从而将一个平凡而伟大的摘取诺贝尔奖桂冠的人,呈献给广大读者.     

简单的原子极端的核——对奇异氦的激光捕捉与探测

氦-8 (8He) 是丰中子核.它由2个质子与6个中子组成,平均寿命为0.2s,其中子丰度是在已知的所有原子核中最高的.氦-8的结构中有一个紧密束缚的α粒子,环绕于α粒子有４个松散的中子,其分布范围较大,形成中子晕.因为氦-8有这特殊的结构,它为研究基础核作用力提供了一个有意义的系统.文章作者近期使用原子阱及激光冷却技术成功地捕捉到这个奇异的氦同位素,并对阱内单原子做了精密的激光光谱测量,由此首次得到氦-8的核电荷半径.这个结果可与不同的核结构理论计算值相比较,有助于了解在极端丰中子环境中的核作用力以及核     

简单的原子极端的核——对奇异氦的激光捕捉与探测

氦-8 (8He) 是丰中子核.它由2个质子与6个中子组成,平均寿命为0.2s,其中子丰度是在已知的所有原子核中最高的.氦-8的结构中有一个紧密束缚的α粒子,环绕于α粒子有4个松散的中子,其分布范围较大,形成中子晕.因为氦-8有这特殊的结构,它为研究基础核作用力提供了一个有意义的系统.文章作者近期使用原子阱及激光冷却技术成功地捕捉到这个奇异的氦同位素,并对阱内单原子做了精密的激光光谱测量,由此首次得到氦-8的核电荷半径.这个结果可与不同的核结构理论计算值相比较,有助于了解在极端丰中子环境中的核作用力以及核结构.     

激光冷却与捕陷原子的方法

介绍了１９９７年诺贝尔物理奖的获奖工作－－激光冷却与捕陷原子的方法，其中主要有光学粘团、亚多普勒冷却、亚反冲冷却、激光原子阱等，叙述了它们的物理原理、重要意义及其应用。     

激光冷却原子

爱因斯坦认为,光是由光子组成的,光子是场的粒子,光子像实物粒子一样,也具有一定的动量p=E/c=hv/c=mc2/c=mc,因为光的速度很大c=3×108m/s,所以光子的运动质量就很小了.光子的动量如此之小,以致于我们在日常生活中几乎感觉不出它来.但是,对一个质量很小的原子来说,当它和光子相互作用时,光子动量就会引起原子的速度有可观的变化.     

原子激光的途径

1 玻色-爱因斯坦凝聚物 你如果用标准的激光冷却法去冷却原子气团到尽可能达到的低温度，就进人物理现象全新的世界．如果能够使低温气体的原子密集程度足够紧密，那么粒子之间的距离将和粒子的物质波的波长有相同的数量级．这就好像这些粒子随着宏观特征（彼此之间的距离）的变化而有一个经典的密度相变一样．     

激光单原子探测方法探矿科研工作新进展

清华大学激光单原子探测实验室用电热原子化激光共振电离─飞行时间质谱仪(ETARI-TOFMS)成功地将山东胶东地区的壤中气吸附体地质样品中的超微量金(10-10～10-12g/g)含量测量出来.直接通过测量土壤中间隙气体内含金量的分布来勘找地下深部的金矿床是地质科学家提出的一种新的、有效的化(学)探(矿)方法和理论.这种设想很诱人,但一直未能实现.因为壤中气含有的微量金太低(大约是ppt,即10-12g/g量级),已有的各种超痕量测量技术方法所具有的探测灵敏度(大约是ppb量级,即10-9g/g)都无法测出如此低含量的金.因此,国内外的地质科学家都是殷切…     

Rb原子的激光囚禁

用饱和吸收光谱法对二极管激光器进行稳频,使激光器的有效线宽小于１ＭＨｚ,并利用声光调制器使激光的频移量得到控制,满足了激光冷却与因禁原子对激光频率生和频 量的 Ｒｂ原子的激光囚禁。     

激光冷却气体原子

激光冷却气体原子是近十年来量子光学研究领域中最前沿的研究课题。最新的研究成果表明，激光冷却气体原子可广泛地应用于物理学研究，并对其发展将起促进作用。本文介绍了激光冷却气体原子研究的发展和现状，重点介绍了利用自发辐射力冷却气体原子的“光学粘胶”（ｏｐｔｉｃａｌ　ｍｏｌａｓｓｅｓ）和利用迟后偶极力的“受激光学粘胶”（ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｍｏｌａｓｓｅｓ）的工作原理。文中还讨论了激光冷却气体原子应用于物理学研究的可能性。     

激光控制原子运动

 众所周知,运动是物质的基本属性,运动是绝对的,静止是相对的。对于物质运动表现可以划为两种类型:有规运动和无规运动。在物理学中无规运动即热运动,在不少情况下是力图克服的。对于质量较大的粒子,如原子,热运动一旦极大削弱其量子波动性就表现出来,这成了当今物理学家追求的一种趋势。但怎样才能控制原子的运动,使其无规性得以克服呢?显然必须靠力的作用。     

少数原子的激光探测

染料调频激光器的迅速发展,为激光光谱学提供了有力的工具．利用染料调频激光来探测少数原子（以及少数分子或基团）则是激光光谱中近年才形成和发展的一个领域,它在基础研究和应用科学技术方面有着十分广阔的前景．就传统的光谱分析来说,原子吸收光谱分析法的灵敏度很高,其检测极限可达每立方厘米１０８个原子［１］（以下简写１０８／ｃｍ３等）．如果在这种传统光谱技术的基础上,引进染料激光器作为光源,采用?...     

碱性原子的玻色-爱因斯坦冷凝态与“原子激光”——2001年诺贝尔物理学奖介绍

介绍了2001年诺贝尔物理学奖“碱性原子的玻色－爱因斯坦冷凝态”的研究成果情况，论述了该领域内的物理理论和实验技术，并对其今后的发展及应用进行了简单的介绍。     

单原子激光操控研究进展

文章评述了激光操控单个中性原子研究方面的进展,报道了作者及其合作者近年来在单原子激光囚禁与冷却、单原子量子比特的相干转移、单原子物质波干涉仪、两个异核原子的受控碰撞等方面所取得的最新研究结果,最后对未来发展进行了展望。     

横向可分原子激光的传输

本文在含时量子系统传播子的ABCD形式理论的基础上．进一步讨论原子激光这种品质因子不守恒系统的传输。利用准连续的原子激光在传输过程中所满足薛定谔方程．并引入某一方向的束宽、发散角、曲率半径和品质因子等光束传输参量来表征横向势能满足x和y分量相互独立的原子激光的传输。如果某一方向上品质因子也守恒,就可以通过解析不同过程品质因子守恒的充要方程,找到原子激光在各过程中ABCD形式的传播子。本文讨论原子激光在从玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中穿出过程。在磁化捕获器打开情况下的传输,以及在自由空间的传输这三个满足横向势能可分且各横向品质因子守恒条件的过程中ABCD形式的传播子。本文还将所运用的方法和所得结果与Yann等人的方法和结果进行了比较。     

原子激光器与非线性原子光学：现代原子物理学的新进展

介绍了当前原子物理实验研究的两项最新突破：准连续全方位可调谐原子激射器（又称原子激射器）以及世界第一个非线性原子光学实验。前者在实现高亮度、高相干性原子激射器的研究方面迈出了极其重要的一步,后者则首次证明了物质波的多波混频效应,从而开辟了一个崭新的研究领域。