Esta simulación presenta, de forma muy simplificada, el funcionamiento de una trampa magnetoóptica para atrapar y enfriar átomos a unos pocos mikelvins de temperatura. El modelo se basa en un conjunto de gases que no interactúan y que están sujetos a las fuerzas de seis haces de luz, tres de los cuales son pares que se propagan en sentido contrario. La simulación se realiza en tres dimensiones, pero sólo se muestran las proyecciones de posiciones y velocidades en el plano $xz$.

Botones:

• Reinicia la simulación.
• Configura otros parámetros de la trampa: desafinación del láser, intensidad del campo magnético, número de átomos, velocidad más probable (que regula la temperatura inicial de la muestra) y la masa de los átomos.
• Láseres: Enciende y apaga los haces de luz.
• Campo magnético: Enciende y apaga el campo magnético generado por el par de bobinas de Helmholtz.

La fuerza en la dirección $j$ ejercida sobre los átomos debido al par de haces en esa dirección está dada por

$ F_j = F_j^+ + F_j^-, $

dónde

$ F_j^\pm = \pm \hslash k \dfrac{\gamma_{22}}{2} \times $ $ \times \dfrac{ I/I_0 }{ 1 + I/I_0 + 4(\delta \mp kv_j \mp \beta_j r_j)^2/\gamma_{22}^2 }. $

$\gamma_{22}$ es la tasa de desintegración espontánea de los átomos del estado |2⟩ al estado |1⟩, $k$ es el número de onda, $I$ es la intensidad del rayo láser, $I_0$ es la intensidad de saturación de la transición |1⟩ - |2⟩, $\delta$ es la desafinación del láser con respecto a la resonancia de transición, $v$ es la velocidad del átomo y $\beta_j$ está definida por

$ \beta_j = \dfrac{g\mu_B}{\hslash} \dfrac{\partial B_j}{\partial j}. $

$g$ es el factor giromagnético, $\mu_B$ es el magnetón de Bohr y $B_j$ el componente $j$ del campo magnético generado por el par de bobinas de Helmholtz.

La dinámica de los átomos se basa en la segunda ley de Newton y una variable aleatoria $\epsilon = 0,5$ Se agregó m/s para simular las fluctuaciones aleatorias en las velocidades atómicas debido a emisiones espontáneas:

$ v(t) \rightarrow v(t) + \epsilon. $

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