ایجاد برودت بوسیله بمباران لیزری

در این فرآیند یک الکترون از مدار گردش خود به دور هسته اتم به مدار دیگری که دورتر از هسته قرار دارد، جابه‌جا می‌شود. البته این روش، زمانی موفقیت‌آمیز است که نور تابیده شده رنگ مناسب را داشته باشد. نور قرمز انرژی کمتری نسبت به نور آبی دارد، بنابر این فشار وارد شده به الکترون توسط لیزر قرمز دارای انرژی لازم برای جابه‌جایی الکترون به مدار بالاتر نیست. اتم‌های موجود در گاز مرتبا در حال برخورد و تصادم با یکدیگر هستند. هرچه گاز از فشار بیشتری برخوردار باشد، تکرار این برخوردها بیشتر می‌شود. بنابراین در لحظه برخورد به منظور جهش الکترون به مدار بالاتر نیاز به انرژی کمتری نسبت به حد معمول است.

پس از برخورد، مدارهای الکترونی مجددا به شکل نرمال درمی‌آیند. به منظور ماندن الکترون در مدار بالاتر لازم است که الکترون پس از برخورد، انرژی از دست داده را باز یابد.

به این منظور، الکترون از انرژی جنبشی اتم که طی فرآیند کمتر شده است، استفاده می‌کند.

سرعت و دما دو روی سکه در این فرآیند هستند. در حرکت گازی مولکول‌های کندتر باعث سردتر شدن گاز می‌شوند. بنابراین، بمباران لیزری باعث خنک‌تر شدن گاز خواهد شد.

این روش جالب سال 1978 از سوی محققان نیویورک و هلسینکی پیشنهاد شد اگر چه این آزمایش در آن زمان روی گازهای پر فشار انجام نشد و در موارد دیگر هم موفقیت‌آمیز نبود. اکنون محققان آلمانی مخلوطی از گاز آرگون و کمی‌ روبیدیم را تا دمای 350درجه سلسیوس گرم کرده و فشار آن را تا 230 بار افزایش دادند. در این شرایط، روبیدیم را با لیزری که انرژی کمتری نسبت به حالت نرمال داشت، تحریک کردند.

پس از انجام این کار مخلوط گاز در عرض چند ثانیه 70 درجه کاهش دما داشت. با استفاده از این روش، حتی امکان رساندن دمای گاز به صفر مطلق وجود دارد. قبلا از این روش در مورد گازهایی با فشار بسیار کم استفاده شده بود. اما مخلوط گازی که در این آزمایش استفاده شد، 10 میلیارد بار چگال‌تر از آزمایشات قبل بود. مایعات و گازهای ابر سرد شده خواص جالبی از خود نشان داده‌اند و تولید آنها یکی از کارهای مورد علاقه‌ دانشمندان است.

مترجم: آتنا حسن‌آبادی
منبع: physorg