دما یک مقدار فیزیکی است که درجه حرارت و سرد یک شی را نشان می دهد. از نظر میکروسکوپی، شدت حرکت حرارتی مولکولهای شیء است. همانطور که همه ما می دانیم، تمام مولکول ها و اتم ها در اطراف ما حرکت حرارتی نامنظم را انجام می دهند که هرگز متوقف نمی شود. ماهیت تبرید ما کاهش شدت حرارتی کلی حرارتی این مولکول ها یا اتم ها، دستگاه مارک فیبر لیزری است.
1. تکنولوژی بسیار مهم در خنک سازی لیزر فن آوری خنک کننده داپلر است. اصل فن آوری خنک کننده داپلر برای جلوگیری از حرارتی حرکت اتم ها توسط انتشار فوتون توسط لیزر است، و این فرایند مانع از کاهش سرعت اتم ها است. تحقق یافته است بنابراین، دقیقا همانطور که لیزر سرعت حرکت این اتم ها را کاهش می دهد؟
اولا مکانیک کوانتومی نشان می دهد که اتم ها تنها می توانند فوتون های یک فرکانس خاص را جذب کنند، در نتیجه تغییر سرعت حرکت آنها. اثر Doppler نشان می دهد که فرکانس به عنوان منبع موج به سوی ناظر حرکت می کند و به عنوان منبع موج حرکت می کند از ناظر. همان نتیجه گیری می تواند زمانی حاصل شود که ناظر حرکت می کند.
به طور مشابه، همین امر برای اتم ها درست است. هنگامی که جهت حرکت اتم مخالف حرکت فوتون است، فرکانس فوتون افزایش می یابد و هنگامی که جهت حرکت اتم در جهت حرکت فوتون یکسان است، فرکانس فوتون نزول کردن. سپس، یک اصل فیزیک دیگر این است که اگرچه نور هیچ جرمی استاتیک ندارد، اما دارای حرکتی است. سپس با ترکیب ویژگی های فیزیک فوق، ما می توانیم یک مدل ساده از خنک کننده لیزر ایجاد کنیم.
2. فرکانس لیزر در یک محدوده مشخص قابل تنظیم است و وقتی فرکانس لیزر به فرکانس کمی پایین تر از اتم تنظیم می شود، نتیجه غیر منتظره ای وجود دارد. این اتفاق می افتد زمانی که یک پرتو نور یک اتم خاص را نشان می دهد. اگر اتم به سمت پرتو لیزر حرکت کند، فرکانس فوتون به علت اثر داپلر نور افزایش می یابد و فرکانس فوتون اصلی لیزری فقط اندکی کمتر از فرکانس قابل جذب اتم است، پس اثر داپلر فقط درست. جذب شده توسط اتم ها
و این جذب توسط تغییرات حرکتی ظاهر می شود. از آنجا که جهت حرکت فوتون مخالف جهت حرکت اتم است، پس فوتون با اتم برخورد می کند، اتم به حالت هیجانی منتقل می شود، و حرکت کاهش می یابد، بنابراین انرژی جنبشی نیز کاهش می یابد. برای اتم ها در جهات دیگر حرکت، فرکانس فوتون های مربوطه افزایش نمی یابد، بنابراین فوتون ها در پرتو لیزر نمی توانند جذب شوند، بنابراین چیزی مانند افزایش حرکت وجود ندارد، که با توجه به انرژی جنبشی .
هنگام استفاده از چند لیزر برای روشن کردن اتم ها از زوایای مختلف، سرعت حرکت اتم ها در جهات مختلف حرکت کاهش می یابد و انرژی جنبشی کاهش می یابد. از آنجایی که لیزر تنها سرعت حرکت اتم را کاهش می دهد، پس از این فرآیند برای مدتی ادامه می یابد، حرکت اکثر اتم ها به سطح بسیار پایین می رسد، بنابراین دستیابی به هدف تبرید.
با این حال، دامنه استفاده از این فن آوری بیشتر برای خنک کردن اتمی استفاده می شود، و برای مولکول ها، آن را دشوار برای سرد کردن به دمای فوق العاده پایین است. با این حال، مولکولهای ultracold معنی دار تر از اتم های فراگیر است زیرا خواص آنها پیچیده تر است. در حال حاضر، روش های مولکول های خنک کننده برای ترکیب اتم های پایه Ultracold برای تولید مولکول های دو جداره است. نه چندان دور، دانشگاه ییل، پروتئین استرانسیم فلوراید (SrF) را به چند صد میکروهوشه خنک کرد.
نوع دیگری از خنک کننده لیزر، همچنین به عنوان ضد خنک کننده فلورسنت ضد استوکس شناخته می شود، یک مفهوم جدیدی از یخچال است که در حال تکامل است. اصل اساسی اثر ضد استوکس است که با استفاده از تفاوت انرژی بین پراکندگی و فوتون های حادثه برای رسیدن به تبرید. اثر ضد استوکس یک اثر پراکندگی ویژه است که در آن طول موج فوتون فلورسنت پراکنده کوتاهتر از طول موج فوتون رخ داده است.
بنابراين انرژي فوتوني فلورسنت پراكنده بالاتر از انرژي فوتون درگير است و فرآيند را مي توان به راحتي درك كرد: فوتون ليزر با انرژي پايين براي تحريك كردن محيط لومينسنت مورد استفاده قرار مي گيرد، محيط روشنايي، فوتون هاي با انرژي زياد را تخليه مي كند. انرژي در محيط لومينسنت خارج از محيط خنك مي شود. . در مقایسه با روش خنک کننده سنتی، لیزر عملکرد تأمین قدرت تبرید را فراهم می کند و فلورسانس ضد استوکس پراکنده، حامل گرما است.
