Η θερμοκρασία είναι η φυσική ποσότητα που υποδεικνύει τον βαθμό θερμότητας και κρύου ενός αντικειμένου. Μικροσκοπικά, είναι η σοβαρότητα της θερμικής κίνησης των μορίων ενός αντικειμένου. Όπως όλοι γνωρίζουμε, όλα τα μόρια και τα άτομα γύρω μας πραγματοποιούν την ακανόνιστη κίνηση θερμότητας που δεν σταματά ποτέ. Η ουσία της ψύξης μας είναι να μειώσουμε την ένταση της συνολικής θερμικής κίνησης αυτών των μορίων ή ατόμων, μηχανή σήμανσης λέιζερ ινών.
1. Μια πολύ σημαντική τεχνολογία στην ψύξη με λέιζερ είναι η τεχνολογία ψύξης Doppler. Η αρχή της τεχνολογίας ψύξης Doppler είναι να εμποδίζει τη θερμική κίνηση των ατόμων με την εκπομπή φωτονίων με λέιζερ και αυτή η διαδικασία παρεμπόδισης είναι η μείωση της ορμής των ατόμων. Συνειδητοποίησα. Έτσι, πώς ακριβώς το λέιζερ μειώνει την ορμή αυτών των ατόμων;
Πρώτον, η κβαντική μηχανική υποδηλώνει ότι τα άτομα μπορούν να απορροφούν μόνο φωτόνια συγκεκριμένης συχνότητας, αλλάζοντας έτσι την ορμή τους. Το φαινόμενο Doppler υποδεικνύει ότι η συχνότητα γίνεται υψηλότερη καθώς η πηγή κύματος μετακινείται προς τον παρατηρητή και γίνεται χαμηλότερη καθώς η πηγή κύματος μετακινείται μακριά από τον παρατηρητή. Το ίδιο συμπέρασμα μπορεί να επιτευχθεί όταν ο παρατηρητής μετακινηθεί.
Ομοίως, το ίδιο ισχύει για τα άτομα. Όταν η κατεύθυνση κίνησης του ατόμου είναι αντίθετη από την κίνηση του φωτονίου, η συχνότητα του φωτονίου θα αυξηθεί και όταν η κατεύθυνση κίνησης του ατόμου είναι ίδια στην κατεύθυνση της κίνησης του φωτονίου, η συχνότητα του φωτονίου θα μείωση. Στη συνέχεια, μια άλλη αρχή φυσικής είναι ότι αν και το φως δεν έχει στατική μάζα, έχει ορμή. Στη συνέχεια συνδυάζοντας τα παραπάνω φυσικά χαρακτηριστικά, μπορούμε να κατασκευάσουμε ένα απλό μοντέλο ψύξης λέιζερ.
2. Η συχνότητα του λέιζερ ρυθμίζεται εντός μιας συγκεκριμένης περιοχής και όταν η συχνότητα του λέιζερ ρυθμίζεται σε μια συχνότητα ελαφρώς χαμηλότερη από εκείνη ενός ατόμου, υπάρχει ένα μη αναμενόμενο αποτέλεσμα. Αυτό συμβαίνει όταν μια τέτοια δέσμη φωτός φωτίζει ένα συγκεκριμένο άτομο. Αν το άτομο κινείται προς την ακτίνα λέιζερ, η συχνότητα του φωτονίου αυξάνεται λόγω της επίδρασης Doppler του φωτός και η συχνότητα του αρχικού φωτονίου λέιζερ είναι ελαφρώς μικρότερη από την απορροφήσιμη συχνότητα του ατόμου, τότε το φαινόμενο Doppler είναι απλά σωστά. Απορροφάται από τα άτομα.
Και αυτή η απορρόφηση εκδηλώνεται με μεταβολές της ορμής. Επειδή η κατεύθυνση κίνησης του φωτονίου είναι αντίθετη προς την κατεύθυνση της κίνησης του ατόμου, αφού το φωτόνιο συγκρουστεί με το άτομο, το άτομο μεταβαίνει στην κατάσταση διεγέρσεως και η ορμή μειώνεται, έτσι μειώνεται και η κινητική ενέργεια. Για τα άτομα σε άλλες κατευθύνσεις κίνησης, η συχνότητα των αντίστοιχων φωτονίων δεν αυξάνεται, επομένως τα φωτόνια στη δέσμη λέιζερ δεν μπορούν να απορροφηθούν, έτσι δεν υπάρχει κάτι τέτοιο όπως αύξηση της ορμής, η οποία είναι η ίδια σε σχέση με την κινητική ενέργεια .
Όταν χρησιμοποιούμε πολλαπλά λέιζερ για να φωτίζουμε άτομα από διαφορετικές γωνίες, η ορμή των ατόμων σε διαφορετικές κατευθύνσεις της κίνησης μειώνεται και η κινητική ενέργεια μειώνεται. Δεδομένου ότι το λέιζερ μειώνει μόνο την ορμή του ατόμου, μετά από αυτή τη διαδικασία συνεχίζεται για λίγο, η ορμή των περισσότερων ατόμων θα φτάσει σε πολύ χαμηλό επίπεδο, επιτυγχάνοντας έτσι τον σκοπό της ψύξης.
Ωστόσο, το πεδίο εφαρμογής αυτής της τεχνολογίας χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον για την ατομική ψύξη, και για τα μόρια, είναι δύσκολο να κρυώσει σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία. Εντούτοις, τα υπερεκκόλλητα μόρια είναι πιο σημαντικά από τα υπερευαίσθητα άτομα επειδή οι ιδιότητές τους είναι πιο πολύπλοκες. Επί του παρόντος, οι μέθοδοι για την ψύξη των μορίων είναι να συνδυάσουν άτομα βάσης υπερήχων για την παραγωγή διβασικών μορίων. Πριν από λίγο καιρό, το Πανεπιστήμιο Yale έψαξε το φθοριούχο στροντίου (SrF) σε μερικές εκατοντάδες μικρο-ανοίγματα.
Ένας άλλος τύπος ψύξης με λέιζερ, επίσης γνωστός ως ψύξη με φθορισμό αντι-Stokes, είναι μια νέα αντίληψη ψυχρής η οποία εξελίσσεται. Η βασική αρχή είναι το φαινόμενο αντι-Stokes, το οποίο χρησιμοποιεί τη διαφορά ενέργειας μεταξύ σκέδασης και προσπίπτοντος φωτονίων για την επίτευξη ψύξης. Το φαινόμενο αντι-Stokes είναι ένα ειδικό αποτέλεσμα σκέδασης στο οποίο το διάσπαρτο μήκος κύματος φωτονίων φωτονίων είναι μικρότερο από το μήκος κύματος φωτονίων που προσπίπτει.
Ως εκ τούτου, η ενέργεια φωτονικού φωτονισμού σκέδασης είναι υψηλότερη από την ενέργεια των φωτονίων που προσπίπτουν και η διαδικασία μπορεί απλά να κατανοηθεί ως: το φωτόνιο λέιζερ χαμηλής ενέργειας χρησιμοποιείται για να διεγείρει το φωτιστικό μέσο, το φωτιστικό μέσο διασκορπίζει φωτόνια υψηλής ενέργειας και το πρωτότυπο η ενέργεια στο μέσο φωταύγειας αφαιρείται από το μέσο που πρόκειται να ψυχθεί. . Σε σύγκριση με την παραδοσιακή μέθοδο ψύξης, το λέιζερ παρέχει τη λειτουργία παροχής ψυκτικής ισχύος και ο διασκορπισμένος φθορισμός αντι-Stokes είναι ο φορέας θερμότητας.
