用最强的光达到最低的温度.doc
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用最强的光达到最低的温度爱因斯坦的预测引起了实验物理学家的广泛兴趣,并部分实现了玻色爱因斯坦凝聚,例如超导中的库珀电子对无电阻现象,超流体中无摩擦现象。但因其系统特别复杂,难以对玻色爱因斯坦凝聚现象进行充分的研究。然而要实现真正的玻色爱因斯坦凝聚的条件是极为苛刻的,首先就是要达到极低的温度。所以一直到1995年,也就是爱因斯坦做出预言后的70年后才由3位诺贝尔物理学奖得主实现了真正意义的玻色爱因斯坦凝聚,他们实现了前所未有的超低温度(10-9k)。实现这种极低温度的第一个步骤是用激光冷却,其基本原理是通过原子与光子动量交换来达到冷却原子的目的。通过这一步骤可以将原子冷却到一万分之一开(10-4k),然后再用蒸发冷却的方法把热的原子蒸发掉,使原子达到所需要的温度。在我们的印象中,激光是非常强的光,当物体被激光照射后,立刻会因为吸收了激光的能量使温度迅速升高,现在要用它来冷却原子,这简直是不可思议的事情。事实上,这个巧妙的“诡计”是让光子从原子反弹回来而不让原子将光吸收。当反弹回来时,光子就会将原子的能量带走,从而降低了它的温度。正是使用了这种方法,美籍华人朱棣文(Steven Chu),法国的克劳德柯恩唐努吉和美国的威廉菲利普斯首先将原子冷却到大约一百万分之一开(10-k),并因此分享了1997诺贝尔物理学奖。
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