Usando el Desplazamiento Doppler
Ya veo cómo se pueden detener los átomos, pero en una muestra
real de gas tenemos átomos yendo en todas las direcciones y a diferentes velocidades. Si
el láser está calibrado para frenar los átomos rápidos, no afectaría los lentos
totalmente en la dirección opuesta, dejándolos más rápidos y calientes?
Usted tiene toda la razón! La parte más difícil del
enfriamiento por láser fué imaginarse cómo evitar el impacto de la luz con los átomos
lentos mientras se impactaban los átomos rápidos para frenarlos. Algunos físicos muy
brillantes lograron resolver este problema usando la idea de que el color de la luz sufre
un desplazamiento Doppler debido al movimiento de los átomos.
Yo recuerdo el efecto Doppler. Dice que si un átomo se mueve
hacia la luz láser, él ve la luz desplazada hacia un color azul y que si se aleja del
láser, ve la luz más roja de lo que realmente es. Y la magnitud del desplazamiento
depende de la velocidad.
Así es. Luego si el láser es justo del color exacto, el
desplazamiento Doppler de un átomo rápido hará que la luz parezca del color preciso
para que el átomo se excite, los fotones reboten y se frene. Pero si el átomo se
mueve lentamente, o en la dirección equivocada, el desplazamiento Doppler será diferente
y la luz tendrá un color inadecuado para excitar el átomo. En ese caso la luz
láser simplemente pasa a través del átomo.
Ahora es más difícil! Es preciso ajustar el color a medida que los
átomos se enfrían.
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