カテゴリ:物理(現在進行中)( 13 )
レーザー冷却の原理(中編)【物理(現在進行中)】
 レーザーを原子に照射すると原子が冷却されますが、その理由を追ってみましょう。
 レーザーは光子(=光の粒)がたくさん集まっているものとイメージして下さい。
 ドラゴンボールで例えると桃白白の必殺技「どどんぱ」みたいなものです。
 一本の光線のように見えますが、実際は光子がたくさん集まっているのです。

 実際に原子をレーザー冷却をする場合の流れを書いておきます。
 ①冷却したい原子を「磁気光学トラップ」という技術を用いて大量に集める。
 ②「磁気光学トラップ」はレーザーと磁場で作られている。
 ③レーザーにより原子が冷却される。

 ②→③で原子が冷却される理由は次回(後編)解説します。
 ちなみに物理では温度は[K(ケルビン)]という単位で考えます。
 定義は0[℃]=273[K]です。[K]を使うと何が便利だと思いますか?
 
 ヒント:レーザー冷却後の原子の温度はほぼ0K(つまり-273℃)となります。
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by dyjobyate | 2009-01-13 00:11 | 物理(現在進行中)
レーザー冷却の原理(前編)【物理(現在進行中)】
 人はどのように温度を感じているのでしょうか。
 温度を感じる原因は、皆さんの周りに存在している空気にあります。
 空気は目には見えませんが、実際は空気を構成する酸素分子や二酸化炭素分子、
 窒素分子等が高速で動いています。

 暑いと感じるときはこれらの分子の速度が大きくなっていて、
 寒いと感じるときはこれらの分子の速度が小さくなっています。
 
 温度を下げる(=冷却する)ためには気体分子の速度を小さくする必要があります。
 
 ところで、物理には「運動量」と呼ばれる量があります。
 一言で表現すると運動の激しさのようなイメージです。
 運動量が大きいものは激しく(大きな速度で)運動していて、
 運動量が小さなものは穏やかに(小さな速度で)運動しています。
 速度が大きくなるほど、運動量も大きくなるわけですね。

 「レーザー冷却の原理」を理解するための準備で終わってしまいましたが、
 明日以降に続きを投稿していきます! 
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by dyjobyate | 2009-01-12 14:21 | 物理(現在進行中)
このカテゴリの目標【物理(現在進行中)】
 このカテゴリでは、現在進めている研究内容について解説します。
 研究内容を説明するまでの準備も必要です。知識の整理も兼ねて随時upします。
 もちろん数学(物理を記述するためのツール)は使いません。日本語の限界に挑戦。
 目標は、現在進行中の研究の説明をすることです。そこまで辿り着けたら素晴らしい。
 
 初回は「レーザー冷却について」解説する予定です。
 レーザーで物体を「燃やす」話、「溶かす」話はよく耳にするとは思いますが、
 レーザーで物体を「冷やす」話をしていきます。
 どのようなメカニズムで冷却が起こっているのでしょうか。乞うご期待!
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by dyjobyate | 2009-01-11 14:31 | 物理(現在進行中)