effetto Sisifo
effetto Sisifo
Meccanismo di raffreddamento laser che permette di raggiungere temperature inferiori alla temperatura Doppler. Tale effetto si ha in una melassa ottica in presenza di un gradiente di polarizzazione, come quello che si ottiene, per es., quando i fasci laser contropropaganti hanno polarizzazione lineare opposta. Per ottenere tale effetto gli atomi devono anche avere uno stato fondamentale con momento angolare J diverso da zero, in modo da possedere sottolivelli con diversa componente del momento angolare mῳ. Tali sottolivelli risultano spostati in energia a causa dell’effetto Stark dinamico, che dipende da mῳ e dallo stato di polarizzazione della luce. A causa del gradiente di polarizzazione, dunque, l’energia dei sottolivelli atomici varia in funzione della posizione. Per es., un atomo nello stato mῳ=+1/2 che si muove in un verso si trova a scalare una collina di energia potenziale, dovuta all’effetto Stark dinamico dipendente dalla posizione; e questo avviene a spese della sua energia cinetica, che diminuisce. Quando l’atomo arriva, più lento, sulla cima della prima collina di potenziale, la polarizzazione della luce è tale da causare pompaggio ottico nello stato mῳ=−1/2. Se l’atomo viene pompato in questo stato, si trova a scalare una seconda collina di potenziale, rallentando nuovamente. Sulla cima della seconda collina si può avere nuovamente pompaggio ottico nello stato mῳ=+1/2, e nuovamente l’atomo vede una collina di potenziale da scalare. Questo meccanismo consente di ottenere un rallentamento degli atomi fino a velocità medie che corrispondono a temperature molto più basse della temperatura Doppler. Per analogia, questo effetto prende il suo nome dal personaggio mitologico greco Sisifo, costretto in eterno, per punizione divina, a far rotolare un masso dai piedi alla cima di un monte.