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Prinzip der Laserkühlung

Die magneto-optische Falle nutzt Laser, um ein Gas bis kurz vor den absoluten Nullpunkt zu kühlen. Atome absorbieren Licht nur bei ganz bestimmten Wellenlängen. Ist das Atom in Ruhe (1), absorbiert es das Photon nicht. Bewegt sich das Atom von der Lichtquelle weg (2), wird das Licht aufgrund des Dopplereffektszu roten Wellenlängen hin verschoben. Daher wird es nicht vom Atom absorbiert. Bewegt sich das Atom dagegen auf die Lichtquelle zu (3), werden die Photonen zu blauen Wellenlängen hin verschoben. Nun kann das Atom ein Photon absorbieren und strahlt anschließend wieder ein Photon in eine zufällige Richtung aus. Auf diese Weise werden die Atome durchschnittlich abgebremst und gekühlt.