La technique du « pompage optique », élaborée en 1950, valut à Alfred Kastler le prix Nobel de physique en 1966. Cette technique permet de modifier les états des atomes à l'aide d'une irradiation lumineuse polarisée.Les états atomiques se distinguent selon l'énergie emmagasinée par l'atome ; on les représente sur une échelle d'énergie, où les niveaux de faible énergie sont en bas de l'échelle, tandis que les niveaux de grande énergie sont dans le haut.

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  • La technique du « pompage optique », élaborée en 1950, valut à Alfred Kastler le prix Nobel de physique en 1966. Cette technique permet de modifier les états des atomes à l'aide d'une irradiation lumineuse polarisée.Les états atomiques se distinguent selon l'énergie emmagasinée par l'atome ; on les représente sur une échelle d'énergie, où les niveaux de faible énergie sont en bas de l'échelle, tandis que les niveaux de grande énergie sont dans le haut. L'état d'une vapeur atomique peut être représenté par la proportion ou le nombre d'atomes occupant chacun des niveaux de cette échelle (on dit encore la population de chaque niveau).Selon sa polarisation, la lumière permet de modifier les états atomiques vers les basses énergies, ou bien vers les hautes énergies. Dans ce second cas, les atomes représentés sur l'échelle d'énergie deviennent progressivement plus nombreux dans les hautes énergies.Dans cette représentation, le processus de pompage peut être comparé à une pompe ordinaire, qui élève les molécules d'eau d'une canalisation basse vers un réservoir haut placé (au sommet d'un chateau d'eau par exemple). La lumière polarisée joue le rôle d'une "pompe" à atomes dans l'échelle des niveaux d'énergie. Dans une population d'atomes en équilibre thermique, ce sont les niveaux d'énergies les plus bas qui sont les plus peuplés. Lorsqu'un processus de "pompage" produit un peuplement majoritaire d'atomes de hautes énergies, on dit qu'on a réalisé une « inversion de populations »."L'inversion de populations" joue un rôle essentiel dans le fonctionnement des laser. Le pompage optique, par illumination à l'aide d'un faisceau très intense, est une technique employée par exemple dans les laser à rubis, où le pompage optique est réalisé grâce à un tube à décharge. Les inversions de populations peuvent être réalisées par d'autres processus, inventés par la suite, et pour lesquels on a gardé le terme de "pompage", proposé initialement par le professeur Kastler.
  • Optical pumping is a process in which light is used to raise (or "pump") electrons from a lower energy level in an atom or molecule to a higher one. It is commonly used in laser construction, to pump the active laser medium so as to achieve population inversion. The technique was developed by 1966 Nobel Prize winner Alfred Kastler in the early 1950s.Optical pumping is also used to cyclically pump electrons bound within an atom or molecule to a well-defined quantum state. For the simplest case of coherent two-level optical pumping of an atomic species containing a single outer-shell electron, this means that the electron is coherently pumped to a single hyperfine sublevel (labeled ), which is defined by the polarization of the pump laser along with the quantum selection rules. Upon optical pumping, the atom is said to be oriented in a particular sublevel, however due to the cyclic nature of optical pumping the bound electron will actually be undergoing repeated excitation and decay between upper and lower state sublevels. The frequency and polarization of the pump laser determines which sublevel the atom is oriented in.In practice, completely coherent optical pumping may not occur due to power-broadening of the linewidth of a transition and undesirable effects such as hyperfine structure trapping and radiation trapping. Therefore the orientation of the atom depends more generally on the frequency, intensity, polarization, spectral bandwidth of the laser as well as the linewidth and transition probability of the absorbing transition.An optical pumping experiment is commonly found in physics undergraduate laboratories, using rubidium gas isotopes and displaying the ability of radiofrequency (MHz) electromagnetic radiation to effectively pump and unpump these isotopes.
  • Als optisches Pumpen bezeichnet man einen physikalischen Effekt, der eine Besetzungsinversion durch optische Anregung (Elektron-Photon-Wechselwirkung) bewirkt. Eine Besetzungsinversion besteht dann, wenn die Energieniveaus eines Teilchens nicht so mit Elektronen besetzt sind, wie es ohne optische Anregung gemäß der gegebenen Temperatur zu erwarten wäre.Die Technik wurde von Alfred Kastler (Nobelpreis 1966) Anfang der 1950er Jahre entwickelt.Auf die "Pumpfähigkeit" eines Niveaus haben verschiedene Eigenschaften des Systems aus Energieniveaus und Anregungssystem Einfluss. Diese sind: Temperatur des Systems, und damit Besetzung der Niveaus gemäß Boltzmann-Verteilung Anregungsrate Lebensdauer der Zustände im angeregten Niveau ggf. Lebensdauer der Zustände der Energieniveaus, über die sich das gepumpte Niveau entleert
  • Optisch pompen is een natuurkundig proces waarbij licht (fotonen) wordt gebruikt om elektronen in een atoom of molecuul te verplaatsen ("pompen") van een lager naar een hoger energieniveau. Deze techniek wordt veelvuldig toegepast in de constructie van lasers ter activatie van het lasermedium en om zo populatie-inversie te bereiken. De methode van het optisch pompen werd in de jaren 1950 uitgevonden door de Franse Nobelprijswinnaar Alfred Kastler.
  • Pompowanie optyczne - wzbudzanie atomów metodami optycznymi do określonego stanu, co osiąga się dobierając odpowiednio warunki wzbudzenia (oświetlenie, polaryzacja). Jeśli wskutek absorpcji światła liczba atomów osiągających dany stan w jednostce czasu jest większa od odwrotności średniego czasu życia (tj. całkowita liczba atomów w danym stanie) rośnie. Dzięki zastosowaniu pola magnetycznego i spolaryzowanego światła wzbudzającego można za pomocą pompowania optycznego uzyskać częściowe uporządkowanie (tj. ustawienie równoległe) wektorów atomowych momentów magnetycznych. Czyni to metodę pompowania optycznego cennym narzędziem w badaniach fizyki atomowej i jądrowej. Zwiększenie obsadzenia wybranego stanu drogą pompowania optycznego jest podstawą działania lasera. Metodę pompowania optycznego zaproponował fizyk francuski Alfred Kastler; dostał za to w 1966 roku nagrodę Nobla.
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  • La technique du « pompage optique », élaborée en 1950, valut à Alfred Kastler le prix Nobel de physique en 1966. Cette technique permet de modifier les états des atomes à l'aide d'une irradiation lumineuse polarisée.Les états atomiques se distinguent selon l'énergie emmagasinée par l'atome ; on les représente sur une échelle d'énergie, où les niveaux de faible énergie sont en bas de l'échelle, tandis que les niveaux de grande énergie sont dans le haut.
  • Optisch pompen is een natuurkundig proces waarbij licht (fotonen) wordt gebruikt om elektronen in een atoom of molecuul te verplaatsen ("pompen") van een lager naar een hoger energieniveau. Deze techniek wordt veelvuldig toegepast in de constructie van lasers ter activatie van het lasermedium en om zo populatie-inversie te bereiken. De methode van het optisch pompen werd in de jaren 1950 uitgevonden door de Franse Nobelprijswinnaar Alfred Kastler.
  • Optical pumping is a process in which light is used to raise (or "pump") electrons from a lower energy level in an atom or molecule to a higher one. It is commonly used in laser construction, to pump the active laser medium so as to achieve population inversion. The technique was developed by 1966 Nobel Prize winner Alfred Kastler in the early 1950s.Optical pumping is also used to cyclically pump electrons bound within an atom or molecule to a well-defined quantum state.
  • Pompowanie optyczne - wzbudzanie atomów metodami optycznymi do określonego stanu, co osiąga się dobierając odpowiednio warunki wzbudzenia (oświetlenie, polaryzacja). Jeśli wskutek absorpcji światła liczba atomów osiągających dany stan w jednostce czasu jest większa od odwrotności średniego czasu życia (tj. całkowita liczba atomów w danym stanie) rośnie.
  • Als optisches Pumpen bezeichnet man einen physikalischen Effekt, der eine Besetzungsinversion durch optische Anregung (Elektron-Photon-Wechselwirkung) bewirkt.
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  • Pompage optique
  • Optical pumping
  • Optisch pompen
  • Optisches Pumpen
  • Pompowanie optyczne
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