Hợp tác nghiên cứu và chuyển giao công nghệ làm lạnh nguyên tử bằng laser

BỘ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO





BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
THEO NHIỆM VỤ NGHỊ ĐỊNH THƯ

TÊN NHIỆM VỤ:
HỢP TÁC NGHIÊN CỨU VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ
LÀM LẠNH NGUYÊN TỬ BẰNG LASER
MÃ SỐ: 03/2009/ HĐ-NĐT



CƠ QUAN CHỦ TRÌ: TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
CHỦ NHIỆM: PGS-TS ĐINH XUÂN KHOA





8814




HÀ NỘI - 2011

- 2 -

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
THEO NHIỆM VỤ NGHỊ ĐỊNH THƯ

TÊN NHIỆM VỤ:
HỢP TÁC NGHIÊN CỨU VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ
LÀM LẠNH NGUYÊN TỬ BẰNG LASER
MÃ SỐ: 03/2009/ HĐ-NĐT


Chủ nhiệm Nhiệm vụ: Cơ quan chủ trì Nhiệm vụ:




PGS.TS. Đinh Xuân Khoa


Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ





Hà Nội - 2011
DANH SÁCH CÁC CÁ NHÂN PHÍA VIỆT NAM THAM GIA
THỰC HIỆN NHIỆM VỤ HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ

VỚI CỘNG HÒA BA LAN

Tên nhiệm vụ:
“Hợp tác nghiên cứu và chuyển giao công nghệ làm lạnh nguyên tử bằng laser”
Mã số: 03/2009/HĐ-NĐT
Thời gian thực hiện: 01/2009 đến 12/2010
Cơ quan chủ trì: Đại học Vinh Vinh
Chủ nhiệm: PGS.TS. Đinh Xuân Khoa

TT
Tên cá nhân đã tham gia
thực hiện
Vai trò/nhiệm vụ Chữ ký
1 PGS.TS. Đinh Xuân Khoa
Chủ nhiệm,
phụ trách chung

2 PGS.TS. Vũ Ngọc Sáu Nghiên cứu viên
3 TS. Nguyễn Huy Bằng
Nghiên cứu viên,
thư ký

4 TS. Đoàn Hoài Sơn Nghiên cứu viên
5 TS. Lưu Tiến Hưng Nghiên cứu viên

Vinh, ngày 26 tháng 07 năm 2011

Chủ nhiệm Nhiệm vụ Xác nhận của cơ quan chủ trì

PGS.TS. Đinh Xuân Khoa

- 3 -
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
__________________
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Vinh, ngày tháng năm 2011



BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHỊ ĐỊNH THƯ

I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài/dự án: “Hp tác nghiên cu và chuyn giao công ngh làm
lnh nguyên t bng laser”
Mã s  tài, d án: 03/2009/H-NT
Thuc d án khoa hc và công ngh theo Ngh nh th hp tác quc
t vi Cng hòa Ba Lan.
2. Chủ nhiệm đề tài/dự án:
H và tên: inh Xuân Khoa
Ngày, tháng, nm sinh: 06/06/1960 Gii tính: Nam
Hc hàm, hc v: Phó giáo s, tin s vt lý
Chc danh khoa hc: Cán b gi
ng dy.

Chc v: Hiu trng Trng i hc Vinh
in thoi:
T chc: 0383855529
Nhà riêng: 0383840527
Mobile: 0913518382
Fax: 84.38.3855269
E-mail:
Tên t chc ang công tác: Trng i hc Vinh
a ch t chc: 182 Lê Dun, Vinh, Ngh An
a ch nhà riêng: 37 ng Thái Thân, Vinh Ngh An
3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:
Tên t chc ch trì  tài: Trng i hc Vinh

- 4 -
in thoi: 0383855529 Fax: 84.38.3855269
E-mail:
Website: www. vinh.uni.edu.vn
a ch: Lê Dun, Vinh, Ngh An
H và tên th trng t chc: inh Xuân Khoa
S tài khon: 931.01.0000014 ti kho bc Nhà nc tnh Ngh An
Tên c quan ch qun  tài: B Giáo dc và ào to.

II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:
- Theo Hp ng ã ký kt: t tháng 01 nm 2009 n tháng 12 nm
2010
- Thc t thc hin: t tháng 01nm 2009 n tháng 12 nm 2010.

2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tng s kinh phí thc hin: 1500 tr., trong ó:

+ Kính phí h tr t SNKH: 1500 tr..
+ Kinh phí t các ngun khác: 0,0 tr..
+ T l và kinh phí thu hi i vi d án: 2 467 847 VN (chim 0.16%)

b) Tình hình c
ấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thi gian
(Tháng,
nm)
Kinh phí
(Tr.)
Thi gian
(Tháng,
nm)
Kinh phí
(Tr.)
Ghi chú
(Số đề nghị
quyết toán)
1 1/2009-
12/2009
700,0 1/2009-
12/2009
697,532153 700,0
2 01/2010-
12/2010
800,0 1/2010-

12/2010
800 800,0



- 5 -
c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung
các khoản chi
Tng SNKH Ngun
khác
Tng SNKH Ngun
khác
1 Tr công lao ng
(khoa hc, ph
thông)
437,0 437,0 0,0 437,0 437,0 0,0
2 Nguyên, vt liu,
nng lng
230,0 230,0 0,0 230,0 230,0 0,0
3 Thit b, máy móc 250,0 250,0 0,0 250,0 250,0 0,0
4 Xây dng, sa
cha nh

5 Chi khác 197,335 197,335 0,0 194,86

7513
194,867
513

13

Tổng cộng 1500,0 1500,0 0,0 1497,5
32153
1497,53
2153
0,0
- Lý do thay i (nu có): không.

3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
Số
TT
Số, thời gian ban
hành văn bản
Tên văn bản Ghi chú
1 Quyt nh c oàn i công tác
nc ngoài (oàn ra 1)
Chuyn i gm có 03
ngi:
inh Xuân Khoa,
V Ngc Sáu
Nguyn Huy Bng,

- 6 -
2 Quyt nh t chc Hi tho
Quc t v “Nguyên t lnh và

ph hc laser”
Quyt nh t chc
Hi tho và thành lp
Ban t chc
3 Quyt nh c oàn i công tác
nc ngoài (oàn ra 2)
Chuyn i gm có 02
ngi:
Nguyn Huy Bng,
Lu Tin Hng

4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức
đã tham gia
thực hiện
Nội dung
tham gia chủ
yếu
Sản phẩm
chủ yếu đạt
được
Ghi
chú*
1 Trng i
hc Vinh

Trng i
hc Vinh
Ch trì Nhim
v
Các sn
phm chính

2 Trung tâm
Khoa hc công
ngh B Quc
Phòng
Trung tâm
Khoa hc
công ngh B
Quc Phòng
Phi hp t
chc Hi tho
quc t v
“Nguyên t lnh
và ph hc
laser”
Tuyn tp
các bài báo
c ng 
tp chí nc
ngoài

3 Vin Vt lý và
in t
Vin Vt lý

và in t
Phi hp t
chc Hi tho
quc t v
“Nguyên t lnh
và ph hc
laser”
Tuyn tp
các bài báo
c ng 
tp chí nc
ngoài

4 Vin Vt lý,
Vin hàn lâm
khoa hc Ba
Lan
Vin Vt lý,
Vin hàn lâm
khoa hc Ba
Lan
Phi hp trin
khai các nghiên
cu thc nghim
By quang
t


- 7 -
5 i hc tng

hp Vác-sa-va
(Ba Lan)
i hc tng
hp Vác-sa-
va (Ba Lan)
Phi hp trin
khai các nghiên
cu lý thuyt
Các bài báo
6 i hc tng
hp Zielona
Gora (Ba Lan)
i hc tng
hp Zielona
Gora (Ba
Lan)
Phi hp trin
khai các nghiên
cu lý thuyt
Các bài báo
- Lý do thay i (nu có): Không.

5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia

thực hiện
Nội dung
tham gia
chính
Sản phẩm
chủ yếu đạt
được
Ghi
chú*
1 PGS.TS. inh
Xuân Khoa
inh Xuân
Khoa
Ch nhim,
ph trách
chung
Các sn
phm chính
ca nhim v

2 PGS.TS. V
Ngc Sáu
V Ngc Sáu Nghiên cu
viên
Các mô hình
nghiên cu
lý thuyt v
nguyên t
lnh

3 TS. oàn Hoài
Sn
oàn Hoài Sn Nghiên cu
viên
Các mô hình
nghiên cu
lý thuyt v
nguyên t
lnh

4 TS. Lu Tin
Hng
Lu Tin Hng Nghiên cu
viên
Các mô hình
nghiên cu
lý thuyt v
nguyên t
lnh


- 8 -
5 ThS. Bùi ình
Thun
GS TSKH
.Wodzimierz
Jastrzbski
Ch nhim
phía i tác
By quang t

6 GS TSKH
.Wodzimierz
Jastrzbski
GS. TSKH.
Maciej Kolwas
Nghiên cu
viên
By quang t
7 GS. TSKH.
Maciej Kolwas
GS. TSKH.
Cao Long Vân
Nghiên cu
viên
Các mô hình
nghiên cu
lý thuyt v
nguyên t
lnh

8 GS. TSKH.
Cao Long Vân
PGS. TSKH
Marek
Trippenbach
Nghiên cu
viên
Các mô hình
nghiên cu
lý thuyt v

nguyên t
lnh

9 PGS. TSKH
Marek
Trippenbach
ThS. Nguyn
Huy Bng
Nghiên cu
viên
By quang t
10 ThS. Nguyn
Huy Bng

- Lý do thay i ( nu có): Không

6. Tình hình hợp tác quốc tế:
Số
TT
Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

Ghi
chú*

1 Hp tác nghiên cu v cu trúc
ph nguyên t, phân t và kh
nng làm lnh các nguyên t
phân t (Quý I-IV nm th

Hp tác nghiên cu v cu trúc
ph nguyên t, phân t và kh
nng làm lnh các nguyên t
phân t (Quý I-IV nm th


- 9 -
nht). nht).
2 Hp tác nghiên cu các hiu
ng phi tuyn, hiu ng in
quang, t quang và ng dng
trong công ngh làm lnh
nguyên t (nm th nht và th
hai).
Hp tác nghiên cu các hiu
ng phi tuyn, hiu ng in
quang, t quang và ng dng
trong công ngh làm lnh
nguyên t (nm th nht và th
hai).


3
Hp tác tìm hiu, nghiên cu
và s dng by quang t 
làm lnh nguyên t (Quý I-III
nm th nht).
Hp tác tìm hiu, nghiên cu
và s dng by quang t  làm
lnh nguyên t (Quý I-III nm

th nht).


4
Hp tác nghiên cu bài toán lý
thuyt và thc nghim k thut
làm lnh nguyên t bng laser
(Nm th nht và th hai)
Hp tác nghiên cu bài toán lý
thuyt và thc nghim k thut
làm lnh nguyên t bng laser
(Nm th nht và th hai)


5
Chuyn giao các k thut tính
toán, công ngh s dng và
khai thác các thit b (Quý IV
nm th nht).
Chuyn giao các k thut tính
toán, công ngh s dng và
khai thác các thit b (Quý IV
nm th nht).


6
Trao i và cùng s dng các
kt qu nghiên cu (nm th
nht và th hai)
Trao i và cùng s dng các

kt qu nghiên cu (nm th
nht và th hai)


7.
Giúp phía Trng i hc
Vinh thc hin mt s nghiên
cu thc nghim (các phép o
c) ti các phòng thí nghim 
phía Ba Lan (Quý II nm th
nht và quý II nm th hai)
Giúp phía Trng i hc
Vinh thc hin mt s nghiên
cu thc nghim (các phép o
c) ti các phòng thí nghim 
phía Ba Lan (Quý II nm th
nht và quý II nm th hai)


- 10 -

8
Phi hp cùng công b các
công trình khoa hc (nm th
nht và nm th hai)
Phi hp cùng công b các
công trình khoa hc (nm th
nht và nm th hai)

- Lý do thay i (nu có): Không

7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
TT
Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

Ghi chú*
1 Quý III/IV nm th nht.
Hi tho c t chc ti
Vinh v K thut làm lnh
nguyên t bng laser, kinh
phí 30 triu ng
Hi tho Quc t c
t chc ti H Vinh vào
tháng 10 nm 2009, vi
ch  “Nguyên t lnh
và ph hc laser”, kinh
phí 138 triu ng (30
triu t kinh phí  tài,
108 triu t các ngun
kinh phí khác)

- Lý do thay i (nu có): Không.

8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số

TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ yếu)
Theo k
hoch
Thc t t
c
Người,
cơ quan
thực hiện
1 Thu thp và tham kho các bài
báo và sách v, tài liu có liên
quan. Tin hành phân tích, ánh
giá các công trình nghiên cu
trên th gii liên quan n
nhim v
Tháng 1-
6/2009
Các tài liu
khoa hc


- 11 -
2 Tin hành tham kho các trang
thit b, phòng thí nghim, mô
hình, phng pháp ang s
dng có liên quan n ni dung
ca nhim v
Tháng 1-

6/2009
Mô hình
nghiên cu

3 a ra báo cáo tng hp và chi
tit các vn  cn phi gii
quyt cùng vi các phng
pháp gii quyt
Tháng 1-
6/2009
Các ni dung
chi tit 
thc hin
Nhim v

4 Tin hành mua sm các phn
mm, trang thit b cho vic thí
nghim trong các ni dung ca
 tài
Tháng 1-
6/2009
Máy móc
theo thuyt
minh

5 Tip tc các nghiên cu v cu
trúc ph nguyên t, phân t và
tìm hiu các kh nng làm lnh
nguyên t, phân t
Tháng 1-

6/2009
Nghiên cu
c cu trúc
ph các
nguyên t và
kh nng làm
lnh

6 Nghiên cu các hiu ng phi
tuyn, các hiu ng in quang,
t quang và ng dng trong
công ngh làm lnh nguyên t
Tháng 1-
6/2009
Các hiu ng
giao thoa
lng t
trong nguyên
t lnh

7 Tìm hiu, nghiên cu v by
quang t và ng dng trong
công ngh làm lnh nguyên t
Tháng 7-
12/2009
S  nguyên
lý h làm lnh
nguyên t
(by quang
t)

- 12 -
8 Nghiên cu thit k các h laser
xung ngn ng dng trong công
ngh làm lnh nguyên t
Tháng 7-
12/2009
Các loi laser
s dng trong
làm lnh
nguyên t

9 Tin hành mua sm các phn
mm, trang thit b cho vic thí
nghim trong các ni dung ca
 tài
Tháng 7-
12/2009
Các phn
mm theo
thuyt minh

10 T chc hi tho v các k
thut làm lnh nguyên t bng
laser
Tháng
10/2009

Hi tho và
k yu

11 ào to Thc s, Tin s Tháng 7-
12/2009
Các lun
vn/lun án

12 Tin hành nghiên cu kh nng
ng dng mô hình by quang t
(v phng din lý thuyt)
trong các lnh vc ca khoa hc
và công ngh
Tháng 1-
6/2010
Các chuyên
 trình bày
v ng dng

13 Tip tc gii các bài toán lý
thuyt  hoàn thin mô hình
làm lnh nguyên t bng laser
Tháng 1-
6/2010
Các hiu ng
liên quan n
giao thoa
lng t
trong nguyên
t lnh

14 Tin hành các thí nghim, da
trên các kt qu nghiên cu lý
thuyt
Tháng 7-
12/2010
Các phép o
so sánh vi lý
thuyt

15 Da vào các kt qu thu c
có th vit các bài báo tham d
các hi ngh, hi tho hoc
Tháng 7-
12/2010
Các bài báo
c ng ti
trên tp chí


- 13 -
ng tp chí chuyên ngành
trong và ngoài nc
chuyên ngành
16 Nghm thu kt thúc nhim v Tháng
12/2010
Bn tng kt
- Lý do thay i (nu có): Không

III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Không
b) Sản phẩm Dạng II:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo k
hoch
Thc t
t c
Ghi chú

1 Quy trình công ngh làm
lnh nguyên t bng
laser
- Có th làm
lnh nguyên t
ti µK.
- H laser làm
lnh n mode,
có  rng ph
<1MHz
-  chân
không t c

tt hn 10
-10

mbar.

- Nhit  làm
lnh c 140 µK
- H laser làm
lnh n mode,
có  rng ph
0.65 MHz
-  chân
không t c
10
-11
mbar.

- Lý do thay i (nu có): Không.







- 14 -
c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo
k hoch
Thc t
t c
Số lượng,
nơi công bố

1 Bài báo khoa
hc
Gn lin vi các kt
qu nghiên cu mi,
cha c ai công b.
10 bài báo
trên tp chí
nghiên cu
ca nc
ngoài, 5 bài
báo trên tp
chí chuyên
ngành trong
nc
2 Tài liu, giáo
trình, sách tham
kho
- Dng bn tho.
- Ni dung chính xác,

khoa hc, phù hp
cho ging dy hc
viên cao hc và NCS
ngành Quang hc.
Mt bn tho và
01 ã xut bn.
Ni dung khoa
hc phù hp cho
ging dy hc
viên cao hc và
NCS ngành
Quang hc.
02 tài liu:
- C s quang
hc phi tuyn
(ã in ti
NXB Giáo
dc 2010).
- Các k thut
làm lnh
nguyên t
bng laser
(bn tho, in
trong 2011)
3 Báo cáo tng kt
và ánh giá các
kt qu ca
nhim v
Tng hp tt c các
kt qu thu c.

a ra nhng kt
lun cui cùng v u,
nhc im ca các
sn phm ã c
nghiên cu trong
khuôn kh ca nhim
v., các khuyn ngh
v bc phát trin
tip theo.
Tng hp t
t c
các kt qu thu
c. a ra
nhng kt lun
cui cùng v u,
nhc im ca
các sn phm ã
c nghiên cu
trong khuôn kh
ca nhim v., các
khuyn ngh v
bc phát trin
tip theo.
01 bn
- Lý do thay i (nu có): Không.

- 15 -
d) Kết quả đào tạo:
Số lượng
Số
TT
Cấp đào tạo, Chuyên
ngành đào tạo
Theo k
hoch
Thc t t
c
Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
1 Thc s 03 thc s 13 thc s 2010
2 Tin s 01 tin s 02 tin s 2010


- Lý do thay i (nu có): Không.

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với
giống cây trồng:
Không.
- Lý do thay i (nu có): Không.
e) Danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế:
Không.

2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
a. Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
Làm lnh nguyên t bng laser là lnh vc nghiên cu mi và ây là

ln u tiên c trin khai nghiên cu  Viêt Nam. Vì vy, Nhim v
“Hp tác nghiên cu và chuyn giao công ngh làm lnh nguyên t bng
laser” ã t nên móng cho các nghiên cu tip theo liên quan n lnh vc
này  Vit Nam trong trng lai gn.
Công ngh làm lnh nguyên t bng laser hin ang c quan tâm
nghiên cu trên c phng din nghiên cu c bn và nghiên cu ng dng.
Hin ti, các nghiên cu v ng dng mi ch thc hin c  trong phòng
thí nghim vì lý do k thut. Theo nhn nh ca nhiu chuyên gia u
ngành ca th gii thì vic áp dng công ngh làm lnh vào trong thc tin
s 
c thc hin trong vòng 15-20 nm ti.

- 16 -
b. Hiệu quả về kinh tế xã hội:
Nhim v Ngh nh th “Hp tác nghiên cu và chuyn giao công
ngh làm lnh nguyên t bng laser” ã trc tip và gián tip thúc y s
phát trin kinh t xã hi trên các mt sau ây:
+ ào to ngun nhân lc có trình  sau i hc v lnh vc làm lnh
nguyên t bng laser nói riêng và quang hc nói chung.
+ Nâng cao nng lc nghiên cu khoa hc, kh
nng hp tác quc t và
làm vic theo nhóm.
c. Ứng dụng vào thực tiễn đời sống:
Công ngh làm lnh nguyên t bng laser hin ang c quan tâm
nghiên cu trên c phng din nghiên cu c bn và nghiên cu ng dng.
Hin ti, các nghiên cu v ng dng mi ch thc hin c  trong phòng
thí nghim vì lý do k thut. Theo nhn nh ca nhiu chuyên gia
u
ngành ca th gii thì vic áp dng công ngh làm lnh vào trong thc tin
s c thc hin trong vòng 15-20 nm ti.

d. Đánh giá về năng lực và tính tiên tiến của đối tác:
Ba Lan là mt trong nhng nc u tiên trên th gii thành công
trong vic làm lnh nguyên t n nhit  nano Kelvin  to ra h BEC.
Ch nhim phía i tác - GS W. Jastrzebski là ngi có nhiu nm làm vic
cùng vi nhóm nghiên cu t
i phòng thí nghim trng im quc gia
(FAMO) ca Ba Lan. ây là ni u tiên và duy nht  Ba Lan thc hin
thành công làm lnh nguyên t n trng thái BEC. Bên cnh ó, GS M.
Trippenbach (cùng tham gia hp tác trong  tài này) là ngi ã có nhiu
nm nghiên cu lý thuyt vi nhà khoa hc W. Phillip (ngi c trao gii
Nobel Vt lý nm 1997 v làm lnh nguyên t ).
Vì vy, vic hp tác vi các chuyên gia phía Ba Lan ã to iu kin
r
t thun li cho nhóm nghiên cu ca i hc Vinh tip xúc vi các nhà
khoa hc (thc nghim và lý thuyt) rt có uy tín ca th gii.


- 17 -
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ
trì…)
I Báo cáo nh k

Ln 1

12/ 3/2009
+ Thu thp, tng hp và x lý tài liu
+ Xây dng phng án nghiên cu
+ Vit 03 chuyên  nghiên cu.
 xut: cho tip tc c trin khai
Nhim v.


Ln 2


12/09/2009
+ Xây dng các mô hình nghiên cu: hiu
ng trong sut cm ng in t, tng
cng h s khúc x phi tuyn kiu Kerr,
bin i h s khúc x, iu khin vn tc
nhóm ca ánh sáng.
+ Tin hành biên son quy trình công ngh
làm lnh nguyên t bng laser
+ Tin hành các phép o c ti Ba Lan 
i chng vi các kt qu
 tính toán lý
thuyt
 xut: cho tip tc trin khai Nhim v



Ln 3

12/03/2010
+ Trin khai các nghiên cu v ng dng
ca công ngh làm lnh nguyên t bng
laser: tng cng và iu khin h s khúc
x phi tuyn kiu Kerr trong iu kin có
hiu ng trong sut cm ng in t, iu
khin vn tc nhóm ca ánh sáng, nghiên
cu các hiu ng khác liên quan n
nguyên t
lnh.
+ Tin hành các phép o c ti Ba Lan  i
chng vi các kt qu tính toán lý thuyt.
+ Chun b h s thu  mua sm thit b.
+ H tr ào to sau i hc.
+ T chc Hi tho quc t v “Nguyên t

- 18 -
lnh và ph hc laser 10/2009”
+ ng ti các kt qu khoa hc trên các
tp chí nghiên cu chuyên ngành trong và
ngoài nc
 xut: cho tip tc trin khai nhim v.
Báo cáo ánh giá
tóm tt các ni dung
hp tác quc t ca
Nhim v

15/06/2010
+ Tóm tt c các ni dung ã trin khai
 trong và ngoài nc.
+ ánh giá nhng kt qu chính ã t
c.


II


Nghim thu c s


12/2010
Hi ng nghim thu cp c s ánh giá
Nhim v loi “t” và  ngh cp trên
cho phép trin khai xây dng h làm lnh
nguyên t bng laser (by quang t) ti
H Vinh trong thi gian ti.


Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)


Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)

- 19 -
MỤC LỤC Trang
Báo cáo thống kê 3
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 21
Danh mục các hình vẽ, đồ thị 22
Chương 1: MỞ ĐẦU 27
Chương 2: KHẢ NĂNG LÀM LẠNH CÁC NGUYÊN TỬ
BẰNG LASER
30
2.1.
Mô hình nguyên t kim loi kim 31
2.2.
Ph các kim loi kim 34
2.3.
Kh nng làm lnh các nguyên t bng laser 38
Chương 3. MÔ HÌNH LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU CÁC ỨNG
DỤNG NGUYÊN TỬ LẠNH
42

3.1.
iu khin h s hp th và tán sc ca môi trng 43
3.2.
iu khin vn tc nhóm ca ánh sáng 53
3.3.
Tng cng h s khúc x Kerr phi tuyn 64
Chương 4: XÂY DỰNG “QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LÀM
LẠNH NGUYÊN TỬ BẰNG LASER”
71
4.1.
S chuyn xung lng ca photon cho nguyên t 72
4.2.
Nguyên lý làm lnh nguyên t bng laser, c ch làm lnh
Doppler
73
4.3.
Nguyên lý hot ng ca by quang t 76
4.4.
Làm lnh di gii hn Doppler 79
4.5.
S  các mc nng lng Rb s dng  làm lnh 80
4.6.
S  quang hc by quang t 81

- 20 -
4.7.
Các module ca by quang t 82
4.8.
Xây dng by quang t 91
Chương 5: THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG CÁC KẾT QUẢ

LÝ THUYẾT
97
CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 104
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO 107
PHỤ LỤC I: Danh sách các học viên nhận được sự hỗ trợ của
Nhiệm vụ
113
PHỤ LỤC II: Danh mục các trang thiết bị đã sử dụng 116
PHỤ LỤC III: Các công bố khoa học của Nhiệm vụ 123
















- 21 -
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
n: chit sut
χ:  cm ca môi trng

χ
(1)
:  cm bc 1 ca môi trng
χ
(3)
:  cm bc 3 ca môi trng
α : h s hp th ca môi trng
ρ
ij
: phn t ma trn mt  gia hai trng thái i và j
H: Hamintonian
E
r
: véct cng  in trng
T : nhit 
k
B
: hng s Boltzmann
: hng s Planck rút gn
:  lch tn s (hiu gia tn sô laser vi tn s dch chuyn ca nguyên
t).
Re: phép ly phn thc
Im: phép ly phn o
BEC- Bose-Einstein Condensate: ngng t Bose-Einstein
EIT- Electromagetically Induced Transparency: Trong sut cm ng in t
MOT- Magneto-Optical Trap: By quang t

- 22 -
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 2.1: Th nng hiu dng V
eff
c biu din nh là hàm trung gian
gia hai biu thc (2.3) và (2.4).
Hình 2.2: S tách thành các mc siêu tinh t  trng thái in t c bn
5S
1/2
ca nguyên t Rb
85
(a) và nguyên t Rb
87
(b).
Hình 2.3: Các mc nng lng trong dch chuyn D
2
ca Na, trong ó dch
chuyn làm lnh 589.2 nm 3S
1/2
(F =2) – 3P
3/2
(F =3) [23].
Hình 2.4. Các mc nng lng trong dch chuyn D
2
ca Rb

87
, trong ó
dch chuyn làm lnh 780.2 nm 5S
1/2
(F =2) – 5P
3/2
(F =3) [23].
Hình 2.5. Các mc nng lng trong dch chuyn D
2
ca Cs
137
, trong ó
dch chuyn làm lnh 852.3 nm 6S
1/2
(F =4) – 5P
3/2
(F =5) [23].
Hình 3.1. Các cu hình kích thích trong h 3 mc: (a)- hình thang, (b)- Λ,
(c) – V.
Hình 3.2. S ph thuc ca công tua hp th (a) và công tua tán sc (b) ca
chùm dò vào cng  trng iu khin (Ω
c
) khi  lch tn ∆
c
= 0.
Hình 3.3. Công tua hp th (các hình phía trên) và công tua tán sc (các
hình phía di) ca chùm dò ti các giá tr Ω
c
= 0, 1.5, 8 và 16 MHz khi 
lch tn ∆

c
= 0.
Hình 3.4. S ph thuc ca công tua hp th (a) và công tua tán sc (b) ca
chùm dò vào  lch tn ∆
c
khi tn s Rabi c c nh ti Ω
c
= 8MHz.
Hình 3.5. Công tua hp th (hình phía trên) và công tua tán sc (hình phía di)
ca chùm dò ti các giá tr ca lch tn ∆
c
= -5, 0, +5 MHz và tn s Rabi Ω
c
=
8MHz.
Hình 3.6. S ph thuc ca α vào tn s Rabi ca trng iu khin Ω
c
khi 
p

=
c
=0.
Hình 3.7. S ph thuc ca  trong sut vào tn s Rabi ca trng iu
khin Ω
c
trong cu hình bc thang.
Hình 3.8. S ph thuc ca  trong sut vào tn s Rabi ca trng iu
khin Ω
c

trong cu hình ch V.

- 23 -
Hình 3.9. Công tua tán sc (màu xanh) và chit nhóm (màu ) khi 
c
=
2MHz.
Hình 3.10. S ph thuc ca chit sut nhóm theo tn s Rabi 
c
trong
iu kin cng hng hai photon, ∆
p
= ∆
c
= 0.
Hình 3.11. Công tua chit sut nhóm (màu xanh) và vn tc nhóm (màu )
khi không có mt ca EIT (
c
= 0).
Hình 3.12. Công tua chit sut nhóm (màu xanh) và vn tc nhóm (màu )
khi Ω
c
=0.65MHz và ∆
c
=0.
Hình 3.13. Công tua h s hp th () và h s tán sc(xanh) vi ∆
c
=0,
Ω
c

=0.65MHz.
Hình 3.14. Công tua chit sut nhóm (màu xanh) và vn tc nhóm (màu
) khi Ω
c
=2MHz và ∆
c
=0.
Hình 3.15. Công tua chit sut nhóm (màu xanh) và vn tc nhóm (màu
) khi Ω
c
=4MHz và ∆
c
=0.
Hình 3.16. Công tua chit sut nhóm (màu xanh) và vn tc nhóm (màu
) khi  lch tn chùm iu khin ∆
c
= -2MHz và Ω
c
= 0.65MHz.
Hình 3.17. Công tua h s hp th (màu ) và h s tán sc (màu xanh)
khi  lch tn chùm iu khin ∆
c
= -2MHz và Ω
c
= 0.65MHz.
Hình 3.18. Công tua chit sut nhóm (màu xanh) và vn tc nhóm (màu
) khi  lch tn chùm iu khin ∆
c
= +2MHz và Ω
c

= 0.65MHz.
Hình 3.19. Công tua h s hp th (màu ) và h s tán sc (màu xanh)
khi  lch tn chùm iu khin ∆
c
= +2MHz và Ω
c
= 0.65MHz.
Hình 3.20.  th t s gia n
2
trong trng hp có EIT (0)
c
Ω≠ và không
có EIT
(0)
c
Ω= theo  lch tn
p
∆
, a) khi
[
]
1.4 0.01
p
∆− ÷− và b) khi
[
]
0.01 1.4
p
∆÷
.

Hình 3.21. S ph thuc ca h s khúc x phi tuyn n
2
theo tn s Rabi 
c

khi 
c
= 0 và 
p
= 0.03MHz.

- 24 -
Hình 3.22.  th ba chiu ca h s khúc x phi tuyn n
2
i vi  lch
tn chùm iu khin
c
∆
và
c
Ω
khi
0.03
p
M
Hz
∆
=
.
Hình 3.23.  th ca h s khúc x phi tuyn n

2
i vi  lch tn chùm
iu khin
c
∆ khi 0.6
c
M
HzΩ= .
Hình 4.1. S chuyn xung lng ca các photon cho nguyên t nh quá
trình “hp th-phát x t phát”.
Hình 4.2. (a) Phng pháp làm chm chuyn ng nguyên t bng laser
trong không gian mt chiu. (b) Lc ph thuc vào vn tc. (c) Hàm phân
b vn tc ti các thi im t
2
>t
1
>t
0
.
Hình 4.3. S  nguyên lý ca by quang t.
Hình 4.4. S thay i ca t trng theo trc Oz (hình phía di) và s dch
các mc nng lng ca nguyên t do hiu ng Zeemann (hình phía trên).
Hình 4.5. S  các mc nng lng ca nguyên t Rb
85
liên quan
trong quá trình làm lnh [23].
Hình 4.6. S  quang hc ca by quang t.
Hình 4.7. Cu trúc ca module by: M – gng phn x, PBS - bn tách
chùm theo hng phân cc; QW – bn phn t bc sóng, HW – bn na
bc sóng.

Hình 4.8. S  h laser tái phân b li  c trú mc 5S
1/2
(F =3) ca Rb
85
.
Hình 4.9. nh chp h laser t ch có bung cng hng m rng dùng 
làm nhim v bm tái phân b  c trú cho mc 5S
1/2
(F = 3) ca nguyên t
Rb
85
. Trong ó: 1- giá tn nhit cho laser, 2-b ca laser, 3-giá treo gng,
4- gng phn x, 5-lp làm mát Peltier, 6- u laser diode, 7-b chun
trc, 8-cách t, 9- phn t in áp piezoelectric.
Hình 4.10. S  h laser làm lnh kiu master-slaver.
Hình 4.11. Bm turbo V 70 ca hãng Varian c s dng  to  chân
không n 10
-8
mbar ngay sau khi kt thúc bm c hc.