#class/Ex-IV #wasserstoffatom 

![[Ex4_0723_Laserkühlung.png]]
Die [[Laser]]kühlung mithilfe des **Dopplerverfahrens** nutzt aus, dass genau wie die Emission auch die Absorption von Licht durch ein Atom in sehr kleinem Bereich aufgeweitet ist [[Absorption und Emission]]). Es wird ein zum optimalen **Absorptionskoeffizenten** $\alpha$ des zu kühlenden Atoms, rotverschobener Laser genutzt und aus 6 Raumrichtungen das Atom beleuchtet. Wenn für dieses in Laserrichtung gilt, dass $v \neq 0$ kommt es aus der Sicht des Atoms zu einer Blauverschiebung des Lichts, wodurch der Absorptionskoeffizent zunimmt und die Absorption und der daraus resultierende Impulsaustausch mit dem Photon wahrscheinlicher wird. Die Geschwindigkeit in Laserrichtung wird effektiv verringert. Im folgenden wird es des Weiteren zur spontanen Emission des Atoms kommen, da diese jedoch in alle Raumrichtungen gleichverteilt ist, kommt es hierdurch zu keinem weiteren Nettobeitrag. Die Grenze dieser Kühlmethode liegt im Bereich von ca. $\pu{100 \mu K}$.

# Magnetooptische Falle
Das Prinzip der Laserkühlung schafft es die Geschwindigkeit der Gasatome auf ein Minimum zu reduzieren. Trotz dessen besitzen diese eine geringe **Restgeschwindigkeit**, wodurch diese langsam aus einem Bereich hinausdriften können. Um diese Atome des Weiteren zu fangen wird die **magnetooptische Falle** genutzt. Um das Atom herum wird durch ein Anti-Helmholtz-Spulenpaar ein stark inhomogenes Magnetfeld erzeugt, wobei nur im absoluten Zentrum das Magnetfeld verschwindet. Durch den [[Zeeman-Effekt]] und die [[Aufspaltung]] der Energieniveaus des Atoms wird auch der **Absorptionskoeffizent** aufgespalten. In Kombination mit zirkular polarisiertem Licht kann somit eine ortsabhängige Kraft auf das Atom erzeugt werden. Der Aufbau einer allgemeinen Falle ist dargestellt. Durch die Kombination von drei Paaren dieser Fallen in orthogonalen Raumrichtungen kann ein Atom in alle Raumrichtungen gefangen werden.
![[Ex4_0723_MOT.png]]



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