TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH HỆ VI CƠ HỌC BẰNG LASER: MÔ TẢ CỔ ĐIỂN

Tóm tắt

Phương pháp làm lạnh hệ nguyên tử, phân tử bằng cách sử dụng chùm tia laser (laser cooling) đã được biết đến trong  nhiều năm qua trong lĩnh vực vật lý nguyên tử và phân tử nhiệt độ thấp. Chính nhờ quá trình tương tác với laser mà các nguyên tử, phân tử mất đi phần lớn năng lượng chuyển động của mình, từ đó bộc lộ ra nhiều tính chất vật lý quan trọng. Tương tự như vậy, một dao động tử điều hòa có khối lượng rất nhỏ cỡ picogram đến nanogram cũng có thể tương tác với laser và bị mất mát năng lượng (bị làm lạnh). Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khái quát và tóm lược về lý thuyết làm lạnh các hệ vi cơ học bằng cách sử dụng một chùm tia laser bằng cách sử dụng phương pháp mô tả cổ điển. Quá trình chuyển động của dao động tử theo thời gian sẽ được mô tả bằng phương trình Duffing cho đến khi dao động đạt đến trạng thái cân bằng. Hệ thức thăng giảng-mất mát sau đó cho phép thu được năng lượng hiệu dụng của dao động tử, từ đó thu được sự giảm năng lượng tương ứng với quá trình làm lạnh thông qua tương tác với trường laser. Bài báo sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về phương pháp làm lạnh bằng laser cho các hệ vi-cơ học hướng đến ứng dụng trong các hệ đo lường siêu nhạy trong tương lai.