Lorsqu'un atome absorbe de la lumière, son énergie interne augmente et l'absorption influe sur le mouvement d'ensemble de l'atome la vitesse est modifié.
Pour agir efficacement sur la vitesse d'un atome, il faut lui faire subir de nombreux va et vient égal à l'absorption et émission sans que l'atome peuple d'autre états
Si au cours d'un cycle, l'atome se désexcite par émission spontanée , il émet un photon dans une direction aléatoire, sur plusieurs cycles l'impulsion ainsi cédée lors d'émissions spontanée est nulle en moyenne.
De ce fait lors d'un cycle, l'atome reçoit en moyenne une impulsion et subit donc une force, cette force orientée dans la direction du faisceau excitateur, a pour origine physique ,la pression de radiation du rayonnement incident.
Pour ralentir un jet atomique il suffit de faire interagir avec un faisceau résonant et dont la direction est opposée à celle du jet.
La difficulté expérimentale vient du caractère résonnant de la force de pression et radiation: Si les atomes sont ralentis à cause de l'effet Dopler la résonance et donc le refroidissement cesse, on corrige à l'aide d'un champ extérieur la fréquence de transition de l'atome ou on effectue un balayage de la fréquence laser au cours du temps
Refroidir l'atome
On cherche à refroidir en diminuant les largeurs de distributions de vitesses des atomes.
Il s'agit de faire interagir les atomes non plus avec un mais deux faisceaux lasers se propageant en sens inverse, leur perturbation est proche mais légèrement inférieur à la perturbation de l'atome, ceci revient à un frottement visqueux selon l'axe des x des faisceaux lasers d'où le nom de mélasse optique
D'autre mécanisme de refroidissement optique sont utilise le refroidissement de Sisyphe, résonance noire.
Piéger l'atome
Grâce à la force dipolaire si la longueur d'onde du laser est supérieur à celle de la transition atomique, l'atome sera attiré sur une zone où l'intensité du laser sera maximum
Dans les pièges magnetoptique on utilise un champ magnétique extérieur inhomogene et la force de radiation