350px|thumb|Esquema de la melaza óptica.
La melaza óptica es una técnica de enfriamiento láser que puede enfriar átomos neutrales a temperaturas más frías que una trampa magneto-óptica (MOT). Una melaza óptica consiste en 3 pares de rayos láser polarizados circularmente que se propagan uno contra otro y se intersecan en la región donde los átomos están presentes. Recibe este nombre porque los átomos se comportan como si estuvieran en un medio espeso, como lo es la melaza. La diferencia principal entre la melaza óptica y una MOT es la ausencia de un campo magnético en la anterior. Este campo magnético se puede usar para confinar los átomos en una región del espacio, cosa que la melaza óptica sin campo magnético no puede lograr.
Mientras que una típica MOT de sodio puede enfriar los átomos hasta 300 µK, la melaza óptica puede enfriar los átomos hasta 40 µK, un orden de magnitud más frío.
Historia Cuando a finales de los años 1970 llegaron a ser comunes el enfriamiento láser y las MOT, fue predicho un límite teórico en la temperatura más baja posible. Conocido como el límite Doppler, este fue tomado por la temperatura más baja posible alcanzable en una MOT que consideraba el enfriamiento de átomos por enfriamiento Doppler y el calentamiento de los átomos debido a la dispersión de los fotones del láser.
Los experimentos en el National Institute of Standards and Technology, en Gaithersburg, encontraron que la temperatura de los átomos enfriados estaba bastante debajo del límite teórico. Inicialmente, fue una sorpresa para los teóricos, hasta que vino la explicación completa.
Teoría La mejor explicación del fenómeno de la melaza óptica está basada en el principio de enfriamiento de gradiente de polarización. Contrapropagando rayos de luz polarizada circularmente causa una onda de soporte, donde la polarización de la luz depende de la localización espacial. El desplazamiento Stark AC de átomos en subniveles magnéticos diferentes también es dependiente de la posición espacial. La idea básica es que los átomos que se mueven con una velocidad suben a una colina del gradiente de polarización, perdiendo su velocidad de esta manera. En el tope de la colina, los átomos son resonantes con otras melazas ópticas, absorben un fotón decaen en un subnivel magnético de una energía más baja, de tal modo habiendo vertido algo de su velocidad.
Referencias
Véase también Steven Chu
Categoría:Física aplicada e interdisciplinaria