A hőmérséklet az a fizikai mennyiség, amely egy tárgy hő- és hidegségi fokát jelzi. Mikroszkóposan az objektum molekuláinak termikus mozgásának súlyossága. Mint mindannyian tudjuk, a körülöttünk lévő összes molekula és atom végzi a szabálytalan hőmozgást, amely soha nem áll meg. Hűtésünk lényege, hogy csökkentsük ezen molekulák vagy atomok teljes hőmozgásának intenzitását, a rost lézeres jelölőgépet.
1. A lézeres hűtés nagyon fontos technológiája a Doppler hűtési technológia. A Doppler hűtési technológia elve az, hogy blokkolja az atomok hőmozgását fotonok lézerrel történő kibocsátásával, és ez az akadályozási folyamat az atomok lendületének csökkentése. Valósul meg. Szóval pontosan hogyan csökkenti a lézer ezen atomok lendületét?
Először is, a kvantummechanika azt sugallja, hogy az atomok csak bizonyos frekvenciájú fotonokat képesek befogadni, ezáltal megváltoztatva a lendületüket. A Doppler-effektus azt jelzi, hogy a frekvencia magasabb lesz, amikor a hullámforrás a megfigyelő felé mozog, és csökken, amikor a hullámforrás elmozdul a megfigyelőtől. Ugyanez a következtetés érhető el, amikor a megfigyelő mozog.
Hasonlóképpen ugyanez igaz az atomokra is. Amikor az atom mozgási iránya a foton mozgásával ellentétes, a foton frekvenciája megnő, és amikor az atom mozgási iránya a foton mozgási irányában azonos, akkor a fotonfrekvencia a következő: csökken. Ezután egy másik fizikai elv az, hogy bár a fénynek nincs statikus tömege, lendületes. Ezután a fenti fizikai jellemzők kombinálásával egyszerű lézeres hűtési modellt tudunk kialakítani.
2. A lézer frekvenciája egy bizonyos tartományon belül állítható be, és ha a lézer frekvenciája valamivel alacsonyabb frekvenciára van beállítva, mint egy atomé, váratlan eredmény van. Ez akkor fordul elő, ha egy ilyen fénysugár egy bizonyos atomot megvilágít. Ha az atom a lézersugár felé mozog, a foton Doppler hatásának köszönhetően a foton frekvenciája növekszik, és az eredeti lézeres foton frekvenciája csak kissé kisebb, mint az atom felszívódó frekvenciája, akkor a Doppler hatás csak jobb. Az atomok felszívódnak.
És ez az abszorpció a lendületváltozásokban nyilvánul meg. Mivel a foton mozgási iránya ellentétes az atom mozgásának irányával, miután a foton az atomhoz ütközik, az atom átkapcsol a gerjesztett állapotra, és a lendület csökken, így a kinetikus energia is csökken. A mozgás más irányaiban lévő atomok esetében a megfelelő fotonok frekvenciája nem nő, így a lézersugárban lévő fotonok nem szívódnak fel, így nincs olyan lendület növekedése, ami a kinetikus energiával azonos. .
Ha több lézert használunk különböző szögekből származó atomok megvilágítására, az atomok mozgási iránya csökken, és csökken a kinetikus energia. Mivel a lézer csak csökkenti az atom lendületét, miután ez a folyamat egy ideig folytatódik, a legtöbb atom lendülete nagyon alacsony szintet ér el, így elérve a hűtés célját.
Ennek a technológiának az alkalmazási köre azonban főként atomhűtésnél és molekuláknál nehéz ultra alacsony hőmérsékletre lehűlni. Azonban az ultracold molekulák sokkal jelentősebbek, mint az ultracold atomok, mivel tulajdonságaik összetettebbek. Jelenleg a molekulák hűtési módszerei az ultracold bázis atomok kombinálása kétbázisú molekulák előállítására. Nem is olyan régen, Yale Egyetem hűtötték a stroncium-fluoridot (SrF) néhány száz mikro-nyílásra.
Egy másik típusú lézeres hűtés, más néven anti-Stokes fluoreszcencia hűtés, egy új, a hűtés fogalma, amely fejlődik. Az alapelv az anti-Stokes hatás, amely a szórás és a beeső fotonok közötti energia különbséget használja a hűtés elérése érdekében. Az anti-Stokes hatás egy speciális szórási hatás, amelyben a szóródott fluoreszcens foton hullámhossz rövidebb, mint a bejövő foton hullámhossz.
Ezért a szóródó fluoreszcens fotonenergia magasabb, mint a bejövő fotonenergia, és a folyamat egyszerűen érthető: az alacsony energiájú lézerfényt a lumineszcens közeg gerjesztésére használják, a megvilágító közeg nagy energiájú fotonokat szór, és az eredeti a lumineszcens közegben lévő energiát kivesszük a hűtendő közegből. . A hagyományos hűtési eljárással összehasonlítva a lézer biztosítja a hűtési teljesítmény biztosításának funkcióját, és a szétszórt Stokes-fluoreszcencia a hőhordozó.
