Наука и технологии - Лазерная техника

Физики из Университета Нью-Мексико (США) и Университета Пизы (Италия) сумели снизить температуру кристалла до 155 К, воздействуя на него лазерным излучением.

В основе механизма лазерного охлаждения лежит так называемая антистоксова люминесценция — фотолюминесценция на длине волны, которая уступает длине волны возбуждающего света. Другими словами, излученные фотоны обладают большей энергией, чем поглощенные: с этой разницей в энергиях и связано понижение температуры тела. В первых экспериментах, проведенных в 1995 году, ученые добились охлаждения всего на один градус; по мере развития технологии результаты улучшались, и недавно температуру образца стекла с примесью редкоземельного элемента иттербия удалось довести до 208 К.

Авторы рассматриваемой работы экспериментировали с кристаллом LiYF₄; здесь, как видим, тоже присутствовал иттербий. Для получения необходимых параметров излучения использовался оптический резонатор, а измерение температуры охлаждающегося образца проводилось бесконтактным методом, что позволило минимизировать паразитный нагрев.

В результате температура кристалла, находившегося в начале опыта при нормальных условиях, понизилась до 155 К. Исследователи подчеркивают, что это значение недостижимо для популярных элементов Пельтье, способных охладить образец примерно до 170 К, и планируют провести новые эксперименты с кристаллами высокой чистоты. По их мнению, в ближайшем будущем лазерное охлаждение должно преодолеть барьер в 100 К, после чего технология окажется всего в 23 градусах от 77 К — температуры кипения жидкого азота.

Антистоксова люминесценция - фотолюминесценция, длина волны которой меньше длины волны возбуждающего света (т, е. фотолюминесценция, не подчиняющаяся правилу Стокса). При антистоксовой люминесценции излученные кванты обладают энергией большей, чем кванты возбуждающего света. Увеличение энергии квантов происходит за счет энергии теплового движения атомов.

Полная версия отчета будет опубликована в журнале Nature Photonics.

Элтайм.ру, по материалам Компьюленты