Laserkühlung

Laserkühlung

 

['leɪzə-], die Verminderung der Bewegungsenergie atomarer Teilchen durch den Photonenimpuls von Lasersstrahlung. Bewegt sich ein Atom oder Ion einem Laserstrahl entgegen, so wird durch resonante Absorption eines Laserphotons das Atom in einen angeregten Zustand versetzt und gleichzeitig seine Anfangsgeschwindigkeit in Bewegungsrichtung vermindert (»Laserbremsung«). Da die nachfolgende spontane Emission von Photonen isotrop (mit gleicher Wahrscheinlichkeit in jede Richtung) erfolgt, verbleibt nach genügend vielen Absorptions-Emissions-Zyklen nur eine betragsmäßig viel kleinere Endgeschwindigkeit, die (nach der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung) einer niedrigeren Temperatur entspricht. In modifizierten elektromagnetischen Fallen (Teilchenfalle) konnten mit dieser Methode Temperaturen bis herab zu wenigen Mikrokelvin (μK) erreicht werden. Für die Entwicklung von Methoden zur Laserkühlung erhielten S. Chu, C. Cohen-Tannoudji und W. D. Phillips 1997 den Nobelpreis für Physik. - Die Laserkühlung wird z. B. als Methode der Strahlkühlung für schnelle geladene Teilchenstrahlen in Speicherringen angewendet.