كلية التربية الاساسية / حديثة

م.م احمد كريم سمير

قسم العلوم العامة

كلية التربية الأساسية/حديثة – جامعة الانبار

يولد الليزر البصري شعاعًا متشاكهاً من الموجات الكهرومغناطيسية من خلال عملية محفزة ، بينما يولد ليزر الذرة شعاعًا متشاكهاً من الموجات المادية من خلال عملية محفزة، وترتبط الذرات في الليزر الذري بامواج ديبرولي. وعندما تبرد الذرات الى درجة حرارة واطئة جداً قريبة من الصفر كلفن فان أمواج ديبرولي تمتزج وتكون أمواج مادية متشاكهة . لذلك يحتاج ليزر الذرة الى غمامة حرارية مكونة من ذرات مفرطة التبريد لتكوين الوسط الفعال لليزر لذلك فان التحدي الأكبر في هذا النوع من الليزر هو تبريد الذرات الى درجة حرارة قريبة من الصفر كلفن . في عام 1975 قام العالمان هانج وشارلو باقتراح تقنية لتبريد الذرات المتعادلة الى درجة حرارة قريبة من الملي كلفن  بفعل حزمة  ليزرية قريبة من الرنين. وفي عام 1997 استطاع العالمان ستيفن و وليامز بتبريد واصطياد الذرات بواسطة ضوء الليزر وقد نجحوا بتبريدها الى الملي كلفن. ولكن هذا لم يكن كافي للحصول على موجات مادية متشاكهة، لذلك كان لابد من تبريد الذرات الى نانو كلفن للحصول على هذه الموجات. وفي العام 1995 استطاع العالم كورنيل وايمان وزملائه من تبريد الغاز المثالي لذرات Rb87 الى حدود النانو كلفن ،واساس عمل الليزر الذري اعتمد على تقنية تكثيف بوز- اينشتاين . حيث تفترض هذه التقنية ان الجسيمات التي تمتلك زخم زاوي او برم يساوي اعداد صحيحة مضروبة في h/2 وتسمى بالبوزونات ، ويمكن ان يتواجد اكثر من بوزون في نفس الحالة الكمية . وافترض اينشتاين انه في درجات الحرارة الواطئة جميع الذرات في الغاز المثالي ( الذرات المتماثلة ) يمكن ان تتكثف في الحالة الكمية الواطئة من النظام . ولذلك يعتبر تكثيف بوز اينشتاين هو حالة كمية يمكن ملاحظتها في ذرات الغاز المثالي وتحدث فقط للبوزونات وهي ضرورية للحصول على ذرات مبردة حتى النانو كلفن. وفيما يلي بعض الفروقات بين الليزر الضوئي والليزر الذري ففي الليزر البصري يعد التوزيع المعكوس ضروريًا لتحقيق عمل الليزر، بينما لا يحدث التوزيع المعكوس في ليزر الذرة.

 في حالة الليزر الضوئي ، يتم توليد عدد كبير من الفوتونات من خلال الانبعاث المحفز، اما في حالة الليزر الذري ، الذرات لا تخلق وانما تزداد الذرات في الحالة السفلية بينما ينخفض ??عدد الذرات في الحالات العليا، حيث ان الذرات أثقل من الفوتونات. ويمكن للشعاع الضوئي الناتج من الليزر البصري أن ينتقل لمسافة بعيدة ولا يحتاج إلى فراغ لانتقاله ، بينما عكس الفوتونات لن تنتقل الذرات لمسافات بعيدة في الهواء ، لذلك يجب استخدام الليزر الذري في الفراغ.