Evaporative cooling (atomic physics)
http://dbpedia.org/resource/Evaporative_cooling_(atomic_physics) an entity of type: TopicalConcept
Evaporatives Kühlen ist eine Klasse von Kühlverfahren, die darauf beruhen,aus einem thermodynamischen System von Teilchen die jeweils energiereichsten zu entfernen. Es ist verwandt mit der Verdampfungskühlung und wird manchmal auch so bezeichnet. Evaporatives Kühlen, z. B. durch Radiofrequenz-Übergänge zwischen verschiedenen Zeeman-Zuständen in einer Magnetfalle, ist der entscheidende Schritt zum Herstellen von Bose-Einstein-Kondensaten.
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Evaporative cooling is an atomic physics technique to achieve high phase space densities which optical cooling techniques alone typically can not reach. Atoms trapped in optical or magnetic traps can be evaporatively cooled via two primary mechanisms, usually specific to the type of trap in question: in magnetic traps, radiofrequency (RF) fields are used to selectively drive warm atoms from the trap by inducing transitions between trapping and non-trapping spin states; or, in optical traps, the depth of the trap itself is gradually decreased, allowing the most energetic atoms in the trap to escape over the edges of the optical barrier. In the case of a Maxwell-Boltzmann distribution for the velocities of the atoms in the trap, as in the figure at right, these atoms which escape/are driven
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En physique atomique, le refroidissement par évaporation est une technique de refroidissement d'un gaz d'atomes initialement piégés à une température de l'ordre du mK, jusqu'à une température de l'ordre du µK, voire jusqu'à deux ordres de grandeur plus bas. Il ne peut donc être conduit qu'après une phase de refroidissement et de piégeage préalable, le refroidissement par laser. Ce type de refroidissement permet au gaz d'atteindre le régime quantique, et en particulier il est indispensable pour obtenir un condensat de Bose-Einstein ou un gaz de fermions dégénéré.
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Испарительное охлаждение (англ. evaporative cooling) — в атомной физике технология для снижения температуры группы атомов, предварительно охлажденных методом лазерного охлаждения. Процесс использует градиент магнитного поля для улавливания атомов в магнитную ловушку, пространственную конфигурацию для удержания. При столкновениях с течением времени отдельные атомы становятся гораздо энергичнее, чем другие, и они покидают ловушку, понижая тем энергию системы и снижая температуру группы, оставшихся в ловушке. Этот процесс, при котором частицы при столкновении преодолевают барьер, похож на привычный процесс, с помощью которого вода превращается в водяной пар.
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Evaporative Kühlung
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Evaporative cooling (atomic physics)
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Refroidissement par évaporation
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Испарительное охлаждение
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Evaporatives Kühlen ist eine Klasse von Kühlverfahren, die darauf beruhen,aus einem thermodynamischen System von Teilchen die jeweils energiereichsten zu entfernen. Es ist verwandt mit der Verdampfungskühlung und wird manchmal auch so bezeichnet. Wenn es in dem System eine Wechselwirkung zwischen den Teilchen gibt, können sie thermalisieren, das heißt, es bildet sich ein neues thermodynamisches Gleichgewicht heraus. Da die mittlere Energie der verbliebenen Teilchen kleiner ist als im ursprünglichen System, ist die Temperatur des neuen Gleichgewichtszustands niedriger. Durch wiederholte Anwendung dieses Prozesses kann man sehr tiefe Temperaturen erzeugen, verliert allerdings dabei einen großen Teil der Teilchen. Evaporative Kühlverfahren werden in der Quantenoptik zur Erzeugung von Gasen mit Temperaturen in der Nähe des absoluten Nullpunkts angewendet. Das Gas befindet sich dabei in einer magnetischen oder optischen Falle, das Entfernen der Teilchen aus der Falle erfolgt entweder von alleine oder, wesentlich effizienter, durch eine Absenkung des Fallenpotentials oder einen Übergang der Teilchen in andere interne Quantenzustände, die in der Falle nicht gefangen sind. Evaporatives Kühlen, z. B. durch Radiofrequenz-Übergänge zwischen verschiedenen Zeeman-Zuständen in einer Magnetfalle, ist der entscheidende Schritt zum Herstellen von Bose-Einstein-Kondensaten. Anschaulich ist das vergleichbar mit dem Abkühlen einer Tasse Kaffee durch „Pusten“. Dabei werden unter anderem heiße Teilchen nahe der Flüssigkeitsoberfläche entfernt, sodass weitere heiße Teilchen die Flüssigkeit verlassen können und in die Dampfphase übergehen. Die Flüssigkeit verliert so etwas thermische Energie (wird also kühler).
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Evaporative cooling is an atomic physics technique to achieve high phase space densities which optical cooling techniques alone typically can not reach. Atoms trapped in optical or magnetic traps can be evaporatively cooled via two primary mechanisms, usually specific to the type of trap in question: in magnetic traps, radiofrequency (RF) fields are used to selectively drive warm atoms from the trap by inducing transitions between trapping and non-trapping spin states; or, in optical traps, the depth of the trap itself is gradually decreased, allowing the most energetic atoms in the trap to escape over the edges of the optical barrier. In the case of a Maxwell-Boltzmann distribution for the velocities of the atoms in the trap, as in the figure at right, these atoms which escape/are driven out of the trap lie in the highest velocity tail of the distribution, meaning that their kinetic energy (and therefore temperature) is much higher than the average for the trap. The net result is that while the total trap population decreases, so does the mean energy of the remaining population. This decrease in the mean kinetic energy of the atom cloud translates into a progressive decrease in the trap temperature, cooling the trap. The entire process is analogous to blowing on a hot cup of coffee to cool it: those molecules at the highest end of the energy distribution for the coffee form a vapor above the surface and are then removed from the system by blowing them away, decreasing the average energy, and therefore temperature, of the remaining coffee molecules.
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En physique atomique, le refroidissement par évaporation est une technique de refroidissement d'un gaz d'atomes initialement piégés à une température de l'ordre du mK, jusqu'à une température de l'ordre du µK, voire jusqu'à deux ordres de grandeur plus bas. Il ne peut donc être conduit qu'après une phase de refroidissement et de piégeage préalable, le refroidissement par laser. Ce type de refroidissement permet au gaz d'atteindre le régime quantique, et en particulier il est indispensable pour obtenir un condensat de Bose-Einstein ou un gaz de fermions dégénéré. Ce type de refroidissement repose sur l'élimination des atomes les plus énergétiques d'un gaz piégé dans un piège conservatif, en parallèle à une rethermalisation des atomes restant à une température plus basse. La baisse en température peut s'effectuer sur plusieurs ordres de grandeur en abaissant le seuil en énergie de perte des atomes, au prix toutefois d'une importante perte d'atomes. Cette technique repose sur le même principe que le refroidissement par évaporation appliqué à des mélanges contenant de l'eau et observables dans la vie courante, tels que le fait de souffler sur un liquide trop chaud pour accélérer son refroidissement.
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Испарительное охлаждение (англ. evaporative cooling) — в атомной физике технология для снижения температуры группы атомов, предварительно охлажденных методом лазерного охлаждения. Процесс использует градиент магнитного поля для улавливания атомов в магнитную ловушку, пространственную конфигурацию для удержания. При столкновениях с течением времени отдельные атомы становятся гораздо энергичнее, чем другие, и они покидают ловушку, понижая тем энергию системы и снижая температуру группы, оставшихся в ловушке. Этот процесс, при котором частицы при столкновении преодолевают барьер, похож на привычный процесс, с помощью которого вода превращается в водяной пар. Этот метод был разработан для изучения конденсата Бозе — Эйнштейна, экзотического состояния вещества, при котором большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях. Впервые метод испарительного охлаждения был реализован 1995 году Эриком Корнеллом и Карлом Вименом из Национального института стандартов и технологии США и тогда же группой Рэндалла Хюлета для лития. Эрику Корнеллу и Карлу Виману удалось охладить около 2 тысяч атомов рубидия-87 до температуры 20 нанокельвинов и экспериментально подтвердить существование конденсата Бозе — Эйнштейна, за что они совместно с Вольфгангом Кеттерле, который четыре месяца спустя получил конденсат Бозе — Эйнштейна из атомов натрия, в 2001 году были удостоены Нобелевской премии по физике. С тех пор методика была усовершенствована, в частности, командой Буйе в Лаборатории имени Шарля Фабри в .
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