Tài liệu 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 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 -2- 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 1 Tên cá nhân đã tham gia thực hiện PGS.TS. Đinh Xuân Khoa Vai trò/nhiệm vụ Chữ ký 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 PGS.TS. Đinh Xuân Khoa Xác nhận của cơ quan chủ trì 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: “Hợp tác nghiên cứu và chuyển giao công nghệ làm lạnh nguyên tử bằng laser” Mã số đề tài, dự án: 03/2009/HĐ-NĐT Thuộc dự án khoa học và công nghệ theo Nghị định thư hợp tác quốc tế với Cộng hòa Ba Lan. 2. Chủ nhiệm đề tài/dự án: Họ và tên: Đinh Xuân Khoa Ngày, tháng, năm sinh: 06/06/1960 Giới tính: Nam Học hàm, học vị: Phó giáo sư, tiến sỹ vật lý Chức danh khoa học: Cán bộ giảng dạy. Chức vụ: Hiệu trưởng Trường Đại học Vinh Điện thoại: Tổ chức: 0383855529 Nhà riêng: 0383840527 Mobile: 0913518382 Fax: 84.38.3855269 E-mail: [email protected] Tên tổ chức đang công tác: Trường Đại học Vinh Địa chỉ tổ chức: 182 Lê Duẩn, Vinh, Nghệ An Địa chỉ nhà riêng: 37 Đặng Thái Thân, Vinh Nghệ An 3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án: Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Đại học Vinh -3- Điện thoại: 0383855529 Fax: 84.38.3855269 E-mail: [email protected] Website: www. vinh.uni.edu.vn Địa chỉ: Lê Duẩn, Vinh, Nghệ An Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Đinh Xuân Khoa Số tài khoản: 931.01.0000014 tại kho bạc Nhà nước tỉnh Nghệ An Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Giáo dục và Đào tạo. II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án: - Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 01 năm 2009 đến tháng 12 năm 2010 - Thực tế thực hiện: từ tháng 01năm 2009 đến tháng 12 năm 2010. 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1500 tr.đ, trong đó: + Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1500 tr.đ. + Kinh phí từ các nguồn khác: 0,0 tr.đ. + Tỷ lệ và kinh phí thu hồi đối với dự án: 2 467 847 VNĐ (chiếm 0.16%) b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Theo kế hoạch Thực tế đạt được Ghi chú Số Thời gian Kinh phí Thời gian Kinh phí (Số đề nghị TT (Tháng, (Tr.đ) (Tháng, (Tr.đ) quyết toán) 697,532153 700,0 800 800,0 năm) 1 1/2009- năm) 700,0 12/2009 2 01/201012/2010 1/200912/2009 800,0 1/201012/2010 -4- c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi: Đối với đề tài: Đơn vị tính: Triệu đồng Số Nội dung TT các khoản chi 1 Trả công lao động Theo kế hoạch Tổng SNKH Thực tế đạt được Nguồn Tổng SNKH khác Nguồn khác 437,0 437,0 0,0 437,0 437,0 0,0 230,0 230,0 0,0 230,0 230,0 0,0 250,0 250,0 0,0 250,0 250,0 0,0 0,0 194,86 194,867 7513 513 1497,5 1497,53 32153 2153 (khoa học, phổ thông) 2 Nguyên, vật liệu, năng lượng 3 Thiết bị, máy móc 4 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 5 13 Chi khác Tổng cộng 197,335 197,335 1500,0 1500,0 0,0 0,0 - Lý do thay đổi (nếu có): không. 3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án: Số Số, thời gian ban TT 1 hành văn bản Tên văn bản Ghi chú Quyết định cử đoàn đi công tác Chuyến đi gồm có 03 nước ngoài (Đoàn ra 1) người: Đinh Xuân Khoa, Vũ Ngọc Sáu Nguyễn Huy Bằng, -5- 2 3 Quyết định tổ chức Hội thảo Quyết định tổ chức Quốc tế về “Nguyên tử lạnh và Hội thảo và thành lập phổ học laser” Ban tổ chức Quyết định cử đoàn đi công tác Chuyến đi gồm có 02 nước ngoài (Đoàn ra 2) người: Nguyễn Huy Bằng, Lưu Tiến Hưng 4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án: Số TT 1 2 Tên tổ chức Tên tổ chức Nội dung Sản phẩm đăng ký theo đã tham gia tham gia chủ chủ yếu đạt Thuyết minh thực hiện yếu được Trường Đại Trường Đại Chủ trì Nhiệm Các sản học Vinh học Vinh vụ phẩm chính Trung tâm Trung tâm Phối hợp tổ Tuyển tập chức Hội thảo các bài báo được đăng ở Khoa học công Khoa học nghệ Bộ Quốc công nghệ Bộ quốc tế về Phòng Quốc Phòng “Nguyên tử lạnh tạp chí nước và phổ học ngoài laser” 3 Viện Vật lý và Viện Vật lý Phối hợp tổ Tuyển tập điện tử và điện tử chức Hội thảo các bài báo quốc tế về được đăng ở “Nguyên tử lạnh tạp chí nước và phổ học ngoài laser” 4 Viện Vật lý, Viện Vật lý, Phối hợp triển Bẫy quang Viện hàn lâm Viện hàn lâm khai các nghiên từ khoa học Ba khoa học Ba cứu thực nghiệm Lan Lan -6- Ghi chú* 5 6 Đại học tổng Đại học tổng Phối hợp triển hợp Vác-sa-va hợp Vác-sa- khai các nghiên (Ba Lan) va (Ba Lan) cứu lý thuyết Đại học tổng Đại học tổng Phối hợp triển hợp Zielona hợp Zielona khai các nghiên Gora (Ba Lan) Gora (Ba cứu lý thuyết Các bài báo Các bài báo Lan) - Lý do thay đổi (nếu có): Không. 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án: Tên cá nhân Tên cá nhân Nội dung Số đăng ký theo đã tham gia tham gia TT Thuyết minh thực hiện chính 1 2 Sản phẩm chủ yếu đạt được PGS.TS. Đinh Đinh Xuân Chủ nhiệm, Các sản Xuân Khoa Khoa phụ trách phẩm chính chung của nhiệm vụ Nghiên cứu Các mô hình viên nghiên cứu PGS.TS. Vũ Ngọc Sáu Vũ Ngọc Sáu lý thuyết về nguyên tử lạnh 3 TS. Đoàn Hoài Sơn Đoàn Hoài Sơn Nghiên cứu viên Các mô hình nghiên cứu lý thuyết về nguyên tử lạnh 4 TS. Lưu Tiến Hưng Lưu Tiến Hưng Nghiên cứu viên Các mô hình nghiên cứu lý thuyết về nguyên tử lạnh -7- Ghi chú* 5 ThS. Bùi Đình GS TSKH Chủ nhiệm Thuận .Włodzimierz phía đối tác Bẫy quang từ Jastrzębski 6 GS TSKH GS. TSKH. Nghiên cứu Bẫy quang từ .Włodzimierz Maciej Kolwas viên GS. TSKH. GS. TSKH. Nghiên cứu Các mô hình Maciej Kolwas Cao Long Vân viên nghiên cứu Jastrzębski 7 lý thuyết về nguyên tử lạnh 8 GS. TSKH. PGS. TSKH Nghiên cứu Các mô hình Cao Long Vân Marek viên nghiên cứu lý thuyết về Trippenbach nguyên tử lạnh 9 PGS. TSKH ThS. Nguyễn Nghiên cứu Marek Huy Bằng viên Bẫy quang từ Trippenbach 10 ThS. Nguyễn Huy Bằng - Lý do thay đổi ( nếu có): Không 6. Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch 1 Hợp tác nghiên cứu về cấu trúc Hợp tác nghiên cứu về cấu trúc phổ nguyên tử, phân tử và khả phổ nguyên tử, phân tử và khả năng làm lạnh các nguyên tử năng làm lạnh các nguyên tử phân tử (Quý I-IV năm thứ phân tử (Quý I-IV năm thứ Thực tế đạt được -8- Ghi chú* 2 nhất). nhất). Hợp tác nghiên cứu các hiệu Hợp tác nghiên cứu các hiệu ứng phi tuyến, hiệu ứng điện ứng phi tuyến, hiệu ứng điện quang, từ quang và ứng dụng quang, từ quang và ứng dụng trong công nghệ làm lạnh trong công nghệ làm lạnh nguyên tử (năm thứ nhất và thứ nguyên tử (năm thứ nhất và thứ 3 hai). hai). Hợp tác tìm hiểu, nghiên cứu Hợp tác tìm hiểu, nghiên cứu và sử dụng bẫy quang từ để và sử dụng bẫy quang từ để làm làm lạnh nguyên tử (Quý I-III lạnh nguyên tử (Quý I-III năm năm thứ nhất). thứ nhất). Hợp tác nghiên cứu bài toán lý Hợp tác nghiên cứu bài toán lý thuyết và thực nghiệm kỹ thuật thuyết và thực nghiệm kỹ thuật làm lạnh nguyên tử bằng laser làm lạnh nguyên tử bằng laser (Năm thứ nhất và thứ hai) (Năm thứ nhất và thứ hai) Chuyển giao các kỹ thuật tính Chuyển giao các kỹ thuật tính toán, công nghệ sử dụng và toán, công nghệ sử dụng và khai thác các thiết bị (Quý IV khai thác các thiết bị (Quý IV năm thứ nhất). năm thứ nhất). Trao đổi và cùng sử dụng các Trao đổi và cùng sử dụng các kết quả nghiên cứu (năm thứ kết quả nghiên cứu (năm thứ nhất và thứ hai) nhất và thứ hai) .. Giúp phía Trường Đại học Giúp phía Trường Đại học 7. Vinh thực hiện một số nghiên Vinh thực hiện một số nghiên cứu thực nghiệm (các phép đo cứu thực nghiệm (các phép đo 4 5 6 đạc) tại các phòng thí nghiệm ở đạc) tại các phòng thí nghiệm ở phía Ba Lan (Quý II năm thứ phía Ba Lan (Quý II năm thứ nhất và quý II năm thứ hai) nhất và quý II năm thứ hai) -9- 8 Phối hợp cùng công bố các Phối hợp cùng công bố các công trình khoa học (năm thứ công trình khoa học (năm thứ nhất và năm thứ hai) nhất và năm thứ hai) - Lý do thay đổi (nếu có): Không 7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: TT 1 Thực tế đạt được Theo kế hoạch Quý III/IV năm thứ nhất. Hội thảo Quốc tế được Hội thảo được tổ chức tại tổ chức tại ĐH Vinh vào Vinh về Kỹ thuật làm lạnh tháng 10 năm 2009, với nguyên tử bằng laser, kinh chủ đề “Nguyên tử lạnh phí 30 triệu đồng và phổ học laser”, kinh Ghi chú* phí 138 triệu đồng (30 triệu từ kinh phí đề tài, 108 triệu từ các nguồn kinh phí khác) - Lý do thay đổi (nếu có): Không. 8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu: Số TT 1 Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu) Thời gian (Bắt đầu, kết thúc - tháng … năm) Theo kế hoạch Thực tế đạt được Thu thập và tham khảo các bài Tháng 1- Các tài liệu báo và sách vở, tài liệu có liên 6/2009 khoa học quan. Tiến hành phân tích, đánh giá các công trình nghiên cứu trên thế giới liên quan đến nhiệm vụ - 10 - Người, cơ quan thực hiện 2 Tiến hành tham khảo các trang Tháng 1- Mô hình thiết bị, phòng thí nghiệm, mô 6/2009 nghiên cứu Đưa ra báo cáo tổng hợp và chi Tháng 1- Các nội dung tiết các vấn đề cần phải giải 6/2009 chi tiết để hình, phương pháp đang sử dụng có liên quan đến nội dung của nhiệm vụ 3 4 quyết cùng với các phương thực hiện pháp giải quyết Nhiệm vụ Tiến hành mua sắm các phần Tháng 1- Máy móc mềm, trang thiết bị cho việc thí 6/2009 theo thuyết minh nghiệm trong các nội dung của đề tài 5 Tiếp tục các nghiên cứu về cấu Tháng 1- Nghiên cứu trúc phổ nguyên tử, phân tử và 6/2009 được cấu trúc tìm hiểu các khả năng làm lạnh phổ các nguyên tử, phân tử nguyên tử và khả năng làm lạnh 6 Nghiên cứu các hiệu ứng phi Tháng 1- Các hiệu ứng tuyến, các hiệu ứng điện quang, 6/2009 giao thoa từ quang và ứng dụng trong lượng tử công nghệ làm lạnh nguyên tử trong nguyên tử lạnh 7 Tìm hiểu, nghiên cứu về bẫy Tháng 7- Sơ đồ nguyên quang từ và ứng dụng trong 12/2009 lý hệ làm lạnh nguyên tử công nghệ làm lạnh nguyên tử (bẫy quang từ) - 11 - 8 Nghiên cứu thiết kế các hệ laser Tháng 7- Các loại laser xung ngắn ứng dụng trong công 12/2009 sử dụng trong nghệ làm lạnh nguyên tử làm lạnh nguyên tử 9 Tiến hành mua sắm các phần Tháng 7- Các phần mềm, trang thiết bị cho việc thí 12/2009 mềm theo thuyết minh nghiệm trong các nội dung của đề tài 10 Tổ chức hội thảo về các kỹ Tháng Hội thảo và thuật làm lạnh nguyên tử bằng 10/2009 kỷ yếu Tháng 7- Các luận 12/2009 văn/luận án Tháng 1- Các chuyên laser 11 12 Đào tạo Thạc sĩ, Tiến sĩ Tiến hành nghiên cứu khả năng ứng dụng mô hình bẫy quang từ 6/2010 đề trình bày (về phương diện lý thuyết) về ứng dụng trong các lĩnh vực của khoa học và công nghệ 13 Tiếp tục giải các bài toán lý Tháng 1- Các hiệu ứng thuyết để hoàn thiện mô hình 6/2010 liên quan đến giao thoa làm lạnh nguyên tử bằng laser lượng tử trong nguyên tử lạnh 14 Tiến hành các thí nghiệm, dựa Tháng 7- Các phép đo trên các kết quả nghiên cứu lý 12/2010 so sánh với lý thuyết thuyết 15 Dựa vào các kết quả thu được Tháng 7- Các bài báo có thể viết các bài báo tham dự 12/2010 được đăng tải trên tạp chí các hội nghị, hội thảo hoặc - 12 - đăng tạp chí chuyên ngành chuyên ngành trong và ngoài nước 16 Nghệm thu kết thúc nhiệm vụ Tháng Bản tổng kết 12/2010 - Lý do thay đổi (nếu 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: Số TT 1 Yêu cầu khoa học cần đạt Theo kế Thực tế hoạch đạt được Tên sản phẩm Quy trình công nghệ làm - Có thể làm - Nhiệt độ làm lạnh nguyên tử bằng lạnh nguyên tử lạnh cỡ 140 µK laser tới µK. - Hệ laser làm - Hệ laser làm lạnh đơn mode, lạnh đơn mode, có độ rộng phổ có độ rộng phổ 0.65 MHz <1MHz - Độ chân - Độ chân không đạt được không đạt được 10-11 mbar. tốt hơn 10-10 mbar. - Lý do thay đổi (nếu có): Không. - 13 - Ghi chú c) Sản phẩm Dạng III: Số TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học cần đạt Theo Thực tế kế hoạch đạt được 1 Bài báo học khoa Gắn liền với các kết quả nghiên cứu mới, chưa được ai công bố. 2 Tài liệu, giáo - Dạng bản thảo. trình, sách tham - Nội dung chính xác, khảo khoa học, phù hợp cho giảng dạy học viên cao học và NCS ngành Quang học. Một bản thảo và 01 đã xuất bản. Nội dung khoa học phù hợp cho giảng dạy học viên cao học và NCS ngành Quang học. 3 Báo cáo tổng kết và đánh giá các kết quả của nhiệm vụ Tổng hợp tất cả các kết quả thu được. Đưa ra những kết luận cuối cùng về ưu, nhược điểm của các sản phẩm đã được nghiên cứu trong khuôn khổ của nhiệm vụ., các khuyến nghị về bước phát triển tiếp theo. Tổng hợp tất cả các kết quả thu được. Đưa ra những kết luận cuối cùng về ưu, nhược điểm của các sản phẩm đã được nghiên cứu trong khuôn khổ của nhiệm vụ., các khuyến nghị về bước phát triển tiếp theo. - Lý do thay đổi (nếu có): Không. - 14 - Số lượng, nơi công bố 10 bài báo trên tạp chí nghiên cứu của nước ngoài, 5 bài báo trên tạp chí chuyên ngành trong nước 02 tài liệu: - Cơ sở quang học phi tuyến (đã in tại NXB Giáo dục 2010). - Các kỹ thuật làm lạnh nguyên tử bằng laser (bản thảo, in trong 2011) 01 bản d) Kết quả đào tạo: Số Cấp đào tạo, Chuyên TT ngành đào tạo 1 2 Số lượng Ghi chú Theo kế Thực tế đạt (Thời gian kết hoạch được thúc) Thạc sỹ 03 thạc sỹ 13 thạc sỹ 2010 Tiến sỹ 01 tiến sỹ 02 tiến sỹ 2010 - Lý do thay đổi (nếu có): Không. đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống cây trồng: Không. - Lý do thay đổi (nếu 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 lạnh nguyên tử bằng laser là lĩnh vực nghiên cứu mới và đây là lần đầu tiên được triển khai nghiên cứu ở Viêt Nam. Vì vậy, Nhiệm vụ “Hợp tác nghiên cứu và chuyển giao công nghệ làm lạnh nguyên tử bằng laser” đã đặt nên móng cho các nghiên cứu tiếp theo liên quan đến lĩnh vực này ở Việt Nam trong trương lai gần. Công nghệ làm lạnh nguyên tử bằng laser hiện đang được quan tâm nghiên cứu trên cả phương diện nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng. Hiện tại, các nghiên cứu về ứng dụng mới chỉ thực hiện được ở trong phòng thí nghiệm vì lý do kỹ thuật. Theo nhận định của nhiều chuyên gia đầu ngành của thế giới thì việc áp dụng công nghệ làm lạnh vào trong thực tiễn sẽ được thực hiện trong vòng 15-20 năm tới. - 15 - b. Hiệu quả về kinh tế xã hội: Nhiệm vụ Nghị định thư “Hợp tác nghiên cứu và chuyển giao công nghệ làm lạnh nguyên tử bằng laser” đã trực tiếp và gián tiếp thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội trên các mặt sau đây: + Đào tạo nguồn nhân lực có trình độ sau đại học về lĩnh vực làm lạnh nguyên tử bằng laser nói riêng và quang học nói chung. + Nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học, khả năng hợp tác quốc tế và làm việc theo nhóm. c. Ứng dụng vào thực tiễn đời sống: Công nghệ làm lạnh nguyên tử bằng laser hiện đang được quan tâm nghiên cứu trên cả phương diện nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng. Hiện tại, các nghiên cứu về ứng dụng mới chỉ thực hiện được ở trong phòng thí nghiệm vì lý do kỹ thuật. Theo nhận định của nhiều chuyên gia đầu ngành của thế giới thì việc áp dụng công nghệ làm lạnh vào trong thực tiễn sẽ được thực hiện trong vòng 15-20 năm tới. d. Đánh giá về năng lực và tính tiên tiến của đối tác: Ba Lan là một trong những nước đầu tiên trên thế giới thành công trong việc làm lạnh nguyên tử đến nhiệt độ nano Kelvin để tạo ra hệ BEC. Chủ nhiệm phía đối tác - GS W. Jastrzebski là người có nhiều năm làm việc cùng với nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia (FAMO) của Ba Lan. Đây là nơi đầu tiên và duy nhất ở Ba Lan thực hiện thành công làm lạnh nguyên tử đến trạng thái BEC. Bên cạnh đó, GS M. Trippenbach (cùng tham gia hợp tác trong Đề tài này) là người đã có nhiều năm nghiên cứu lý thuyết với nhà khoa học W. Phillip (người được trao giải Nobel Vật lý năm 1997 về làm lạnh nguyên tử ). Vì vậy, việc hợp tác với các chuyên gia phía Ba Lan đã tạo điều kiện rất thuận lợi cho nhóm nghiên cứu của Đại học Vinh tiếp xúc với các nhà khoa học (thực nghiệm và lý thuyết) rất có uy tín của thế giới. - 16 - 3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án: Số TT I Nội dung Thời gian thực hiện Ghi chú (Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…) Báo cáo định kỳ + Thu thập, tổng hợp và xử lý tài liệu Lần 1 + Xây dựng phương án nghiên cứu 12/ 3/2009 + Viết 03 chuyên đề nghiên cứu. Đề xuất: cho tiếp tục được triển khai Nhiệm vụ. + Xây dựng các mô hình nghiên cứu: hiệu ứng trong suốt cảm ứng điện từ, tăng Lần 2 12/09/2009 cường hệ số khúc xạ phi tuyến kiểu Kerr, biến đổi hệ số khúc xạ, điều khiển vận tốc nhóm của ánh sáng. + Tiến hành biên soạn quy trình công nghệ làm lạnh nguyên tử bằng laser + Tiến hành các phép đo đạc tại Ba Lan để đối chứng với các kết quả tính toán lý thuyết Đề xuất: cho tiếp tục triển khai Nhiệm vụ + Triển khai các nghiên cứu về ứng dụng của công nghệ làm lạnh nguyên tử bằng laser: tăng cường và điều khiển hệ số khúc Lần 3 12/03/2010 xạ phi tuyến kiểu Kerr trong điều kiện có hiệu ứng trong suốt cảm ứng điện từ, điều khiển vận tốc nhóm của ánh sáng, nghiên cứu các hiệu ứng khác liên quan đến nguyên tử lạnh. + Tiến hành các phép đo đạc tại Ba Lan để đối chứng với các kết quả tính toán lý thuyết. + Chuẩn bị hồ sơ thầu để mua sắm thiết bị. + Hỗ trợ đào tạo sau đại học. + Tổ chức Hội thảo quốc tế về “Nguyên tử - 17 - lạnh và phổ học laser 10/2009” + Đăng tải các kết quả khoa học trên các tạp chí nghiên cứu chuyên ngành trong và ngoài nước Đề xuất: cho tiếp tục triển khai nhiệm vụ. Báo cáo đánh giá tóm tắt các nội dung + Tóm tắt được các nội dung đã triển khai 15/06/2010 hợp tác quốc tế của ở trong và ngoài nước. + Đánh giá những kết quả chính đã đạt Nhiệm vụ được. Hội đồng nghiệm thu cấp cơ sở đánh giá Nhiệm vụ loại “Đạt” và đề nghị cấp trên II Nghiệm thu cơ sở 12/2010 cho phép triển khai xây dựng hệ làm lạnh nguyên tử bằng laser (bẫy quang từ) tại ĐH Vinh trong thời gian tới. Thủ trưởng tổ chức chủ trì (Họ tên, chữ ký và đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (Họ tên, chữ ký) - 18 - 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 tử kim loại kiềm 31 2.2. Phổ các kim loại kiềm 34 2.3. Khả năng làm lạnh các nguyên tử bằng laser 38 Chương 3. MÔ HÌNH LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU CÁC ỨNG DỤNG NGUYÊN TỬ LẠNH 42 3.1. Điều khiển hệ số hấp thụ và tán sắc của môi trường 43 3.2. Điều khiển vận tốc nhóm của ánh sáng 53 3.3. Tăng cường hệ số khúc xạ Kerr phi tuyến 64 Chương 4: XÂY DỰNG “QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LÀM LẠNH NGUYÊN TỬ BẰNG LASER” 71 4.1. Sự chuyển xung lượng của photon cho nguyên tử 72 4.2. Nguyên lý làm lạnh nguyên tử bằng laser, cơ chế làm lạnh Doppler 73 4.3. Nguyên lý hoạt động của bẫy quang từ 76 4.4. Làm lạnh dưới giới hạn Doppler 79 4.5. Sơ đồ các mức năng lượng Rb sử dụng để làm lạnh 80 4.6. Sơ đồ quang học bẫy quang từ 81 - 19 -