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用最強(qiáng)的光達(dá)到最低的溫度

時(shí)間: 未知2 物理備考
  愛因斯坦的預(yù)測引起了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的廣泛興趣,并部分實(shí)現(xiàn)了玻色-愛因斯坦凝聚,例如超導(dǎo)中的庫珀電子對無電阻現(xiàn)象,超流體中無摩擦現(xiàn)象。但因其系統(tǒng)特別復(fù)雜,難以對玻色-愛因斯坦凝聚現(xiàn)象進(jìn)行充分的研究。
  然而要實(shí)現(xiàn)真正的玻色-愛因斯坦凝聚的條件是極為苛刻的,首先就是要達(dá)到極低的溫度。所以一直到1995年,也就是愛因斯坦做出預(yù)言后的70年后才由3位諾貝爾物理學(xué)獎得主實(shí)現(xiàn)了真正意義的玻色-愛因斯坦凝聚,他們實(shí)現(xiàn)了前所未有的超低溫度(10-9k)。
  實(shí)現(xiàn)這種極低溫度的第一個步驟是用激光冷卻,其基本原理是通過原子與光子動量交換來達(dá)到冷卻原子的目的。通過這一步驟可以將原子冷卻到一萬分之一開(10-4k),然后再用蒸發(fā)冷卻的方法把熱的原子蒸發(fā)掉,使原子達(dá)到所需要的溫度。
  在我們的印象中,激光是非常強(qiáng)的光,當(dāng)物體被激光照射后,立刻會因?yàn)槲樟思す獾哪芰渴箿囟妊杆偕撸F(xiàn)在要用它來冷卻原子,這簡直是不可思議的事情。事實(shí)上,這個巧妙的“詭計(jì)”是讓光子從原子反彈回來而不讓原子將光吸收。當(dāng)反彈回來時(shí),光子就會將原子的能量帶走,從而降低了它的溫度。
  正是使用了這種方法,美籍華人朱棣文(Steven Chu),法國的克勞德。柯恩-唐努吉和美國的威廉·菲利普斯首先將原子冷卻到大約一百萬分之一開(10-6k),并因此分享了1997諾貝爾物理學(xué)獎。
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