Bẫy quang học

Người ta sử dụng chùm lazer để bẫy và bắt giam các nguyên tử siêu lạnh (các nguyên tử có năng lượng chuyển động nhiệt thấp). Ở gần tâm bẫy, lazer tạo ra điện trường có dạng: [tex]\vec{E}(x)=E_0(1-\frac{x^2}{x_0^2})\vec{e_z}[/tex].
Trong đó [tex]\vec e_z[/tex] là vecto đơn vị hướng theo trục z, x là khoảng cách đến tâm  bẫy theo trục x. Giá trị đặc trưng [tex]E_0=5000V/m;x_0=5\mu m[/tex].
Một nguyên tử [tex]^{87}_{37}Rb[/tex] chuyển động dọc theo trục x với vận tốc v=0,1mm/s đến vị trí x=0 thì bẫy quang học được bật để bắt đầu hoạt động. Xét mô hình nguyên tử Rubidi gồm hạt nhân là điện tích điểm bao bọc bởi đám mây điện tích âm phân bố đều trong quả cầu bán kính R. Tâm của điện tích âm trùng với điện tích dương nên momen lưỡng cực của nguyên tử bằng 0. Giả thiết rằng khi nguyên tử nằm trong điện trường, đám mây điện tích không bị biến dạng nhưng tâm đám mây điện tích âm bị dịch chuyển dẫn tới momen lưỡng cực của nguyên tử khác 0.
a) Mô tả chuyển động của nguyên tử biết R=2,5A.
b) Tốc độ [tex]v_{max}[/tex] của nguyên tử Rb để nó còn mắc bẫy khi hoạt động.
Khối lượng các nucleon đã biết.