Лазерное охлаждение и ультрахолодная плазма (ОИВТ РАН)
Руководитель лаборатории 1.4 ОИВТ РАН, профессор кафедры №70 НИЯУ МИФИ, д.ф.-м.н. Борис Борисович Зеленер

В лаборатории применяются современные методы квантовой оптики и лазерной спектроскопии для создания и исследования ультрахолодной плазмы и ансамблей ридберговских атомов. Лазерное охлаждение и пленение нейтральных атомов позволяет получить полностью контролируемый ансамбль атомов с температурой порядка 10-3 К и концентрацией ~1011 см-3.
Разработана новая прецизионная неразрушающая методика измерения температуры газа холодных атомов по разнице ширин двухфотонных резонансов. Данная методика может быть использована как для измерения температуры антиводорода в магнитных ловушках, так и в горячих газах.
В лаборатории создана оптическая дипольная ловушка для атомов лития. Такой тип потенциала позволяет удерживать и манипулировать как отдельными атомами, так и ансамблями нейтральных атомов.

Фотография ультрахолодных нейтральных атомов лития-7 удерживаемых в оптическом потенциале
В лаборатории было измерено наиболее точное на данный момент значение порога ионизации для атома кальция-40. Точность измерения порога ионизации была увеличена более чем в 50 раз.

Облако холодных атомов кальция-40 в МОЛ возбуждается выше порога ионизации с помощью непрерывного лазерного излучения. Это дает возможность изучать стационарную неидеальную плазму с параметром неидеальности порядка 1.
В 2024 году в лаборатории впервые в мире получен новый физический объект - стационарная ультрахолодная плазма ( Zelener, B. B., Vilshanskaya, K. P., Morozov, N. V., Saakyan S.A., Bobrov A. A., Sautenkov V. A. and Zelener, B. V. (2024). Steady-state ultracold plasma created by continuous photoionization of laser cooled atoms. Physical Review Letters, 132, 115301.)
Основные направления исследований:

Хотите узнать подробнее о необыкновенном на первый взгляд процессе лазерного охлаждения и пленении нейтральных атомов - смотрите:
Наши студенты представляют свои квалификационные работы и нередко продолжают свою научную деятельность уже в качестве аспирантов
В настоящее время аспирант МИФИ м.н.с. А.А. Назаров (год окончания магистратуры 2024г.) работает на установке по созданию стационарной ультрахолодной плазмы Ca-40.
Список основных публикаций научной группы (включая студентов кафедры 70 МИФИ) :
2024
- Zelener, B. B., Vilshanskaya, K. P., Morozov, N. V., Saakyan S.A., Bobrov A. A., Sautenkov V. A. and Zelener, B. V. (2024). Steady-state ultracold plasma created by continuous photoionization of laser cooled atoms. Physical Review Letters, 132, 115301. Q1
- Bronin, S. Y., Vikhrov, E. V., Zelener, B. B., & Zelener, B. V. (2024). Reply to “Comment on ‘Ultracold plasma expansion in quadrupole magnetic field'”. Physical Review E, 110(2), 027202. Q1
- Bronin, S. Y., Vikhrov, E. V., Saakyan, S. A., Zelener, B. B., & Zelener, B. V. (2024). Electronic resonances in expanding non-neutral ultracold plasma. Physics of Plasmas, 31(3). Q1
- Sautenkov, V., Saakyan, S., Bobrov, A., Khalutornykh, L., & Zelener, B. B. (2024). Spectroscopy of resonantly saturated selective reflection from high-density rubidium vapor using the pump-probe technique. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 328, 109153. Q1
2023
- Bronin, S. Y., Vikhrov, E. V., Zelener, B. B., & Zelener, B. V. (2023). Ultracold plasma expansion in quadrupole magnetic field. Physical Review E, 108(4), 045209. Q1
- Bronin, S. Y., Vikhrov, E. V., Zelener, B. B., & Zelener, B. V. (2023). General expression for the probability distribution function of electric field in a spatially inhomogeneous non-neutral plasma. Physics of Plasmas, 30(1). Q1
- Бронин, С. Я., Вихров, Е. В., Зеленер, Б. Б., & Зеленер, Б. В. (2023). Влияние магнитного поля на формирование ультрахолодной плазмы. Письма в ЖЭТФ, 117(2), 121-126.
2022
- Saakyan, S., D'yachkov, L., Klimov, S., Sautenkov, V., Zelener, B.B. Photoionization cross section of first excited state of lithium (2022) Spectrochimica Acta - Part B Atomic Spectroscopy, 195, art. no. 106503. Q1
- Зеленер, Б. Б., Бронин, С. Я., Вильшанская, Е. В., Вихров, Е. В., Галстян, К. П., Морозов, Н. В., ... & Зеленер, Б. В. (2022). Физические процессы при расширении ультрахолодной плазмы. Квантовая электроника, 52(6), 523-527.
2021
- Bronin, S. Y., Zelener, B. B., & Zelener, B. V. (2021). Thermal conductivity and viscosity in fully ionized multiple-charged strongly coupled plasma. Plasma Sources Science and Technology, 30(11), 115018. Q1
- Vikhrov E. V., Bronin S. Ya., Zelener B. B., Zelener B. V. (2021). Ion wave formation during ultracold plasma expansion. Physical Review E, 104, 015212. Q1
- Bronin, S. Y., Zelener, B. B., & Zelener, B. V. (2021). Refraction, absorption and reflectivity of radiation in strongly coupled plasma. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 268, 107621. Q1
- Bronin, S. Y., Korchagin, D. S., Zelener, B. B., & Zelener, B. V. (2021). Ion microfield in ultracold multiply ionized strongly coupled plasma. Physics of Plasmas, 28(11), 112106. Q1
- Saakyan, S. A., Vilshanskaya, E. V., Galstyan, K. P., Sautenkov, V. A., & Zelener, B. B. (2021). Measurement of the photoionization cross section of lithium 2P3/2 state in magneto-optical trap with UV light emitting diode. Measurement Science and Technology.
- Zelener, B. B., Vilshanskaya, E. V., Saakyan, S. A., Sautenkov, V. A., Zelener, B. V., & Fortov, V. E. (2021). Diagnostics of a Diluted Ultracold Plasma Using the Autoionization Effect of Rydberg States of 40 Ca Atoms. JETP Letters, 113(2), 82-85.
- Bobrov, A. A., Saakyan, S. A., Sautenkov, V. A., & Zelener, B. B. (2021). Dipole–Dipole Broadening in the Selective Reflection of an Intense Laser Beam from the Interface between a Transparent Dielectric and a Dense Resonance Gas. JETP Letters, 114(9), 524-527.
- Bronin S. Ya., Vikhrov E. V., Zelener B. B., Zelener B. V. (2021). Physical Processes Underlying the Formation of a Steady-State Ultracold Nonideal Plasma. JETP Letters, 114(10), 572-578.
- Sautenkov, V. A., Saakyan, S. A., & Zelener, B. B. (2021). Optical Resonant Saturation of Dipole–Dipole Broadened Transitions in High-Density Atomic Vapor. Journal of Russian Laser Research, 42(4), 405-411.
- Saakyan, S. A., Sautenkov, V. A., & Zelener, B. B. (2021). Near-Threshold Measurement of the Photoionization Cross-Section of the Lithium 2P3/2 State in a Magneto-Optical Trap. Journal of Russian Laser Research, 42(5), 545-553.






