pompaggio ottico
pompaggio ottico
Insieme di tecniche sperimentali con le quali, attraverso l’impiego di radiazione elettromagnetica (generalmente, luce laser), è possibile alterare l’occupazione dei livelli energetici di un insieme di atomi. Il caso più semplice di pompaggio ottico può essere realizzato in un sistema atomico a tre livelli. Siano a, b, c tre livelli elettronici di un atomo e si supponga che a e c siano due stati con una vita media molto lunga e che non ci sia decadimento dal livello c al livello a. Se il campione viene illuminato con radiazione elettromagnetica risonante con la transizione a-b, gli atomi in a vengono dapprima eccitati al livello b, dal quale poi decadono per emissione spontanea verso i livelli a energia più bassa a e c. Se si continua a illuminare il campione, gli atomi ricaduti in a vengono nuovamente eccitati in b, dal quale poi decadono nuovamente in a e in c, e così via. È chiaro che, dopo un numero sufficiente di cicli di assorbimento e di emissione spontanea, tutti gli atomi si trovano nello stato c. Questo meccanismo alla base dell’accumulo di atomi nello stato non accoppiato alla radiazione prende il nome di pompaggio ottico. Si può avere pompaggio ottico anche in presenza di più livelli atomici, alcuni dei quali accoppiati al campo elettromagnetico. Nel caso generale non si avrà accumulo di atomi in un solo stato, ma si avrà una ripartizione della popolazione nei vari livelli in una proporzione legata all’intensità delle transizioni e alla probabilità di decadimento dai livelli eccitati per emissione spontanea.