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能量巨大的激光也能制冷?

2018-07-26 16:14
慕光Laser
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咱们都知道,激光具有方向性好、亮度高的特色,其光束会集在沿轴线方向的一个极小发射角内(仅十分之一度左右),加上激光调Q等技能能把激光能量压缩到极窄的脉冲内(比方一万亿分之一秒),因此能辐射出巨大的能量。印象中的激光,都是和高能联络在一起的,实际上具有高能量的激光,相同能够使用在制冷方面。

早在1985年,美国华裔物理学家朱棣文就成功地用激光冷冻了原子,然后荣获1997年的诺贝尔物理学奖。实际上,激光制冷的原理是下降物体中分子的热运动。物体的温度与分子热运动有关,分子运动越剧烈,物体温度越高,反之,分子运动越慢,物体温度就越低。激光制冷,首要要对激光进行准确调谐,使用调谐后方向相反的两束光,当很多的光子射入物体内部时,因为激光粒子的数量相当多,使得物体内微粒变得拥堵,加上光子在撞向原子后弹开会带走一部分能量,抵消了分子原子自身的动能,导致分子原子不能像之前相同恣意的“无规则运动”,然后下降分子热运动,从而下降了物体的温度。

物体原子运动的速度通常在约每秒500米,长期以来,科学家一直在寻觅使原子相对停止的办法。朱棣文选用三束彼此笔直的激光,从各个方面对原子进行照耀,使原子陷于光子海洋中,运动不断遭到阻止而减速。激光的这种效果被形象地称为“光学粘胶”。在实验中,被“粘”住的原子能够降到简直挨近绝对零度(-273.15℃)的低温。

激光致冷能够消除一级与二级多普勒频移,以便树立更好的频率基准。这对计时、精细计量和导航有重要意义。现在,激光制冷技能首要在生物学的细胞、线粒体和染色体三个层次上有重要的使用,也使用于凝集态物理、原子喷泉、原子钟、原子干涉仪、原子光刻上。

声明: 本文由入驻维科号的作者编撰,观念仅代表作者自己,不代表OFweek态度。如有侵权或其他问题,请联络告发。

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