レーザー冷却は、技術の直感に反する応用だが、ワシントン大学の科学者らが水を華氏36度(摂氏20度)冷やすことで、現実に向けて重要な一歩を踏み出した。
これは、現実世界の通常の条件では十分な変化であり、材料科学および工学の助教授ピーター・パウザウスキー氏が率いる研究チームはこれを「画期的な進歩」と宣言している。
ただし、これは小規模なものです。下の写真はセットアップ全体を示しています。
レーザー冷却は以前から行われてきましたが、一般的には制御された条件下でのみ行われ、ほとんどの場合はナノスケールで行われてきました。
例えば、レーザーを適切な周波数で共鳴させると、レーザーに向かって移動する分子からエネルギーが引き出されます。入射光子が分子の速度をわずかに低下させるためです。これは、2012年にニールス・ボーア研究所で行われた、レーザーを用いて半導体膜を4Kまで冷却するという興味深い実験の裏付けとなりました。
緑色の輝きは、レーザーによる励起後の結晶です。画像:デニス・ワイズ/ワシントン大学
最新の実験では、ワシントン大学の研究者らが、20年前にロスアラモスで初めて実施されたが真空状態を必要とした実験を通常の条件下で再現しようと試みた。
ワシントン大学の発表によると、研究者たちは水中に浮かぶ結晶に光を当て、発光させた。結晶がレーザーから受けるエネルギーよりもわずかに多いエネルギーで発光したため、冷却が起こったという。
冷却効果が非常に小さいため、この技術は今のところ非常に非効率的であり、研究者たちはこれを改善したいと考えています。なぜなら、常温の通常条件のレーザー冷却装置は、コンピューティングやバイオサイエンスの分野で役立つからです。
この研究は米国科学アカデミー紀要(PNAS)に掲載される予定です。®