Techniklexikon

Velocity Selective Coherent Population Trapping

Atom- und Molekülphysik, VSCPT, spezieller Mechanismus der Laserkühlung, der es erlaubt, die Rückstossgrenze zu unterschreiten, die sich durch die Aufheizung der Probe bei der Reemission eines Photons ergibt. Die Grundidee der VSCPT ist die Überführung der Probe in einen sog. dunklen Zustand, der nicht an das Lichtfeld der Laserfalle oder der Kühlung koppelt. Ein solcher Zustand wird also nicht durch Absorption von Photonen entleert. Die Bevölkerung des Dunkelzustands erfolgt derart, dass die kältesten Atome bevorzugt in selbigen überführt werden. Es werden also immer die jeweils kältesten Atome in einen Zustand überführt, der nicht an ein Lichtfeld koppelt und somit eine sehr lange Lebensdauer hat. Es findet insgesamt eine Abkühlung der Probe auf Temperaturen statt, die nicht mehr durch die Reemission von Photonen begrenzt sind. Der Dunkelzustand wird durch die kohärente Superposition zweier magnetischer Unterzustände des gleichen Hyperfeinstrukturzustands (Hyperfeinstruktur) erzeugt. Die Geschwindigkeitsselektivität ergibt sich aus der Doppler-Verschiebung der entsprechenden Übergänge relativ zu den anregenden Laserstrahlen.

Die theoretische Behandlung sowie die experimentelle Realisierung dieses Mechanismus in einer, zwei und drei Dimensionen ist in der Gruppe von C. Cohen-Tannoudji in Paris gelungen.