중성 원자 기반
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====제이만 효과 (Zeeman effect)==== [[File:중성원자 zeemanshift.png|right|thumb|300px|리튬7의 제이만 효과. F는 핵 스핀(3/2)과 전자 스핀(1/2)을 합친 good quantum number로 초미세 상호작용에 의한 상태를 구별하는데 사용한다.]] 정자기장의 하에서 원자의 서로 다른 자기양자수 상태의 에너지 준위가 달라진다. 이를 제이만 효과라고 한다. 원자의 내재적인 자기 모멘트가 외부 자기장에 의해 반응하는 것으로 이해할 수 있다. 자기모멘트의 크기는 원자 내부의 전하를 가진 입자의 질량에 반비례하며, 원자가 전자(valance electron)의 스핀이 주된 자기 모멘트의 원인이다. 예를 들면, 원자가 전자가 1개인 알칼리 금속의 경우 상태에 크게 상관없이 제이만 효과를 보이고, 알칼리 토금속의 경우 2개의 원자가 전자의 짝짓기(pairing) 상태에 따라 전자에 의한 제이만 효과가 있을 수도(세겹, triplet) 없을 수도(홑겹, singlet) 있다. 제이만 효과에 따른 에너지 준위 변화량, $$U_Z$$는 다음과 같이 쓸 수 있다. \[ U_Z = -\mathbf{\mu} \cdot \mathbf{B} \] 여기서 $$\mathbf{\mu}$$는 원자의 자기 모멘트로 상태의 자기 양자수에 의존한다. 많이 사용되는 알칼리 금속의 경우, 공통적으로 지구자기장 세기 정도의 세기(100 mG)에서 약 100 kHz 정도 에너지가 달라진다. 실험실에서 일반적으로 얻을 수 있는 라비 진동수(~10 kHz)에 비해 큰 양이며, 정밀한 실험을 위해서는 자기장 차폐나 보상 등 정밀한 자기장 제어기술이 필수적이다.
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