代表的なレーザー冷却法である磁気光学トラップの概略図。
6方向からのレーザーと1組のコイルで実現される。
原子は光子の運動量により減速され、\(100\mu K\)程度まで冷却される。

なぜレーザーで冷却できるのか？

電子・陽子質量比μの不変性検証のための極低温KRb分子の精密分光スペクトル。
このようなデータから\(\mu\)の時間変化に対して、\(\dot{\mu}/\mu=(0.3\pm1.0)×10^{-14}/year\)と評価した。
[J. Kobayashi et al., Nat. Commun. 10 3771 (2019)] 。

磁気光学トラップでレーザー冷却されたRb原子。
原子は冷却用レーザーを散乱し明るく光っている。
およそ10⁸個の原子が200μK程度まで冷却されている。

光格子中の原子の吸収イメージ。
磁気光学トラップで冷却された原子を、さらに光格子(光の定在波で作られる周期的なポテンシャル)の中にトラップした。
高反射率(〜99.995%)のミラーで光共振器を形成し、レーザー光強度を約2万倍に増幅することで、大きくて深い光格子を実現している。