קירור באמצעות לייזרים – הבדלי גרסאות

מ
עיקרון הפעולה -> עקרון הפעולה באמצעות AWB
מ (בוט החלפות: \1בדיוני)
מ (עיקרון הפעולה -> עקרון הפעולה באמצעות AWB)
{{הפניה לערך מורחב|מלקחיים אופטיים}}
[[קובץ:Optical_Trap_Ray_Optics_Explanation.jpg|שמאל|ממוזער|280px|תרשים מהערך המורחב, המתאר את פעולת הלכידה על ידי הכוח הפועל בשני מצבים: כאשר החלקיק "זולג" מהמרכז (a), וכאשר החלקיק נמצא במרכז (b)]]
מלקחיים אופטיים הינם מכשיר אשר משתמש בעיקרוןבעקרון הפעולה של טכניקת הקירור באמצעות לייזרים, לצורך לכידה של חלקיקים. <br />
בניגוד למלכודות אופטיות אחרות או שיטות קירור מרובות, במלקחיים אופטיים ישנה קרן אחת בלבד, ממוקדת בדיוק רב, אשר יוצרת פוטנציאל אופטי יציב. הייחוד של מכשיר זה היא שמלבד היכולת שלו לצמצם את הכוחות הממוצעים הפועלים על החלקיקים, הוא גם מפעיל על החלקיק אותו הוא לוכד כוח, התלוי במיקומו של החלקיק ביחס למרכז הקרן. כך יוצא, שכאשר החלקיק נמצא במרכז (שם צריך להיות "לכוד")- הכוח מופנה אל מקור הלייזר ואינו מופעל על הציר האנכי לכיוון הקרן. לעומת זאת, כאשר החלקיק "זולג" אל מחוץ למרכז, מתחיל לפעול כוח (שגודלו גדל ככל שמרחק החלקיק מהמרכז גדל) בעל רכיב וקטורי שכיוונו על הציר המאונך לכיוון הקרן- אל כיוון המרכז. כך למעשה המכשיר לוכד את החלקיקים במרכז הקרן. זוהי יכולת בעלת משמעות עצומה, שכן היא מקלה ואף מאפשרת יישומים שלא היו אפשריים בעבר, בתחומים רבים בשירות הפיזיקה או הביולוגיה שכוללים יישומים בחלקיקים נייטרלים.
 
 
===מבנה אטומי- חומרים הניתנים לקירור===
מכיוון שמאוד קשה לייצר קרני לייזר בעלות מספיק אנרגיית קרינה עבור אורכי גל הנמוכים מ-300nm (ננומטרים), טכניקת קירור הלייזר עובדת באופן יעיל על מספר מוגבל מאוד של חומרים, בעלי מבני אטומים מסוימים המאפשרים השפעה פשוטה יחסית בעזרת כוחות פיזור. בנוסף, ככל שלאטום מסוים תהיה נטייה גדולה יותר לפיצול במעבר בין רמות האנרגיה (מבנה אטומי המכונה- Hyperfine Structure), כך יגדל הסיכוי שהאלקטרון המעורר יעבור ב"דרכים" שונות דרך רמות האנרגיה, וכך יפלוט פוטונים שונים בדרכו חזרה לרמת היסוד, מה שיגרום לאטום בו מתרחש בתהליך לאבד את עיקרוןעקרון הפעולה של טכניקת הקירור, והוא אינו יתקרר. למעשה, ישנה אפשרות לבצע תהליך הנקרא- Optical Pumping, שבמהלכו מועלים אלקטרונים לרמות אנרגיה גבוהות יותר, וכך לאפשר לאטום בעל נטייה לפיצול ברמות האנרגיה- לנסות את התהליך שוב ושוב עד שיעבור תהליך קירור. אבל ביצוע תהליך זה מסבך וכן מייקר משמעותית את פעולת הקירור, שכן יש להשתמש בקרני לייזר "נעולות-תדר" שמופקות ממכשירים יקרים ומסובכים ביותר. לפיכך, הנטייה היא להימנע מקירור אטומים מסובכים כאלו, ועל כן נותרת רשימה מוגבלת של חומרים שאיתם ניתן לבצע את הטכניקה בצורתה הפשוטה.
 
==נוסחאות וחישובים מתמטיים==