このシミュレーションは、原子をトラップして数ミリケルビンの温度まで冷却する磁気光学トラップの動作を非常に単純化して示しています。 このモデルは、6 つの光ビームの力の影響を受ける非相互作用ガスの集合に基づいており、そのうちの 3 つは逆伝播するペアです。 シミュレーションは 3 次元で実行されますが、$xz$ 平面上の位置と速度の投影のみが表示されます。

ボタン:

<リ> シミュレーションを再開します。 <リ> 他のトラップ パラメータを構成します: レーザー離調、磁場強度、原子数、最も可能性の高い速度 （サンプルの初期温度を制御します）と原子の質量。 <リ> レーザー: ライトビームをオンまたはオフにします。 <リ> 磁場: 一対のヘルムホルツ コイルによって生成される磁場のオンとオフを切り替えます。

$j$ 方向のビーム対によって原子にかかるその方向の力は次のように与えられます。

$$ F_j = F_j^+ + F_j^-、 $$

どこ

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

$\gamma_{22}$ は状態 |2⟩ から状態 |1⟩ への原子の自然崩壊の速度です。 $k$ は波数、$I$ はレーザー光の強度、 $I_0$ は遷移 |1⟩ - |2⟩ の飽和強度です。 $\delta$ は遷移共鳴に対するレーザーの離調です。 $v$ は原子の速度で、$\beta_j$ は次のように定義されます。

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

$g$ は磁気回転係数、$\mu_B$ はボーア磁子、$B_j$ は $j$ 成分です 一対のヘルムホルツコイルによって生成される磁場の影響。

原子の力学はニュートンの第 2 法則と確率変数 $\epsilon = 0.5$ に基づいています。 m/s は、自然放出による原子速度のランダムな変動をシミュレートするために追加されました。

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

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