一文搞懂激光冷却，或将是人类最重要的技术突破，诺奖收割技术
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什么是激光冷却？
这是一种利用激光将气体温度降低到接近绝对零度的方法 。
激光冷却的目的和背景是什么？
当时（20世纪）的科学家们想要实现玻色-爱因斯坦凝聚态 。 玻色-爱因斯坦凝聚是一种现象 ， 在这种现象中 ， 许多被称为“玻色子”的粒子在接近绝对零度的温度下表现为相同形状的波 。
此外 ， 为了实现超导电性和超流体性 ， 还需要使其温度极低 。
激光冷却的细节是什么？
【一文搞懂激光冷却，或将是人类最重要的技术突破，诺奖收割技术】如上所述 ， 激光冷却的目的是降低气体的温度 。 首先 ， 什么是温度？从微观上讲 ， 它是组成气体的粒子运动的强度 。 运动越剧烈 ， 温度就越高 。 运动越平静 ， 温度就越低 。 因此 ， “降低温度”就相当于“尽可能地停止组成气体的粒子的运动” 。
那么 ， 我们怎样才能尽可能地停止运动呢？正如你可以从“激光冷却”的名字中看出的 ， 它涉及到用激光照射粒子 。 下面 ， 我们将特别讨论原子的冷却问题 。
如图所示 ， 激光从上、下、前、后、左、右六个方向照射到待冷却的原子 。 换句话说 ， 这六个是xyz轴的正负方向 。
那么什么是激光呢？激光器是波长一致的光 。 为什么要使波长相同？?因为原子有特定的波长 ， 很容易被吸收 。 原子并不是吸收任何波长的波 。
这里的关键点是 ， 被照射的激光的波长应该比容易被目标原子吸收的波长稍长一些 。 为什么？这是因为目标原子在移动 。 那他们移动有什么问题？
原子也具有波的性质 。 正如你从多普勒效应中看到的 ， 相对的波的波长被认为更短 。
假设我们准备了“适合”的波长 ， 很容易被目标原子吸收 。 然后 ， 如上图所示 ， 在波面移动的原子会感到波长比那个波长短 。 因此 ， 激光不会被充分吸收 。 这就是为什么我们用稍微长一点的波长照射激光束 ， 这样运动的原子就能很好地吸收它 。
如果它向相反的方向移动呢？
这不是问题 。 因为激光束从六个方向发射 ， 它们将控制原子在相反方向的运动 。
此外 ， 后向的激光束不会使物体加速 。 这是因为激光不吸收特定波长以外的波 。 在向同一方向运动的波的情况下 ， 多普勒效应使波长看起来比实际长 。
原子的原始动量和被辐射的光的动量之间存在守恒定律 。 因此 ， 目标原子的运动是平静的 。
1997年诺贝尔物理学奖被授予朱棣文、克劳德·科恩·塔努吉和威廉·D·菲利普斯 ， 以表彰他们利用激光冷却和捕获原子的方法 。
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