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几十年来，原子物理学家一直使用激光来降低原子“包裹”在气体中的速度，然后将它们冷却到绝对零以上来研究奇怪的量子特性。今天，研究团队使用类似的方法成功冷却对象。但是，这次没有使用激光器。这项技术尚未在测试中得到证实，有朝一日可用于冷却微电子技术。
物理学家创造了量子冷却器 在典型的激光冷却测试中，物理学家从相反方向将激光施加到诸如氦气的气体上。当原子向其中一个激光器移动时，它们会精确地调整激光，以确保它吸收光子并获得朝向中心的轻微背压。激光逐渐消耗原子动能并将气体冷却到非常低的温度。 然而，密歇根大学安娜堡分校的物理学家Pramod Reddy试图在不利用激光的特殊性质的情况下冷却物体。他和他的同事们开始使用由荧光屏中常见的半导体材料 - 发光屏（LED）制成的小型设备。 LED使用量子力学效应将电能转换为光。粗略地说，LED充当电子产品的小“斜面”。当电压按照正确的方向施加时，就像孩子的滑板一样，电子被推向“灯”并最终超过它。当电子从“斜坡”滑落并进入低能态时，会发射光子。 这项测试的关键是电子不会以相反的方向通过“灯”，因此当电压反转时，LED不会发光。实际上，反转电压还抑制了器件的红外辐射，即通过夜视镜观察热物体时所见到的广谱光（包括热）。 该方法有效地降低了器件的温度。同时，这意味着小型设备可以像微型冷冻机一样工作，但必须靠近其他小物体放置。 “如果你有冷热的东西，你可以换热，”Lady说。为了证明他们可以使用LED冷却技术，科学家们已经从另一个称为热量计的热测量设备中放置了几十纳米（相当于几百个原子宽度）的物体。由于量子隧道效应，该距离足够接近以增加两个物体之间的光子传输。这个光圈太小，光子有时会跳过。 较冷的LED从热量计吸收更多光子，并依靠毛细管作用从热量计中移除热量并将其温度降低1/100°C。 Reddy等人向Nature报告了结果。这本杂志几天前出版。这是一个很小的变化，但LED的尺寸也很小，相当于每平方米6瓦的能量通量。相比之下，太阳每平方米可提供约1000瓦的能量。 Reddy等人相信通过减小孔径并吸收LED中存储的热量，最终可以将冷却强度提高到这种强度。 该技术不能取代传统的制冷技术，也不能冷却低于约60开尔文的材料。然而，斯坦福大学的理论物理学家Shanhui Fan没有参与最新研究，但认为它可能用于冷却微电子学。在之前的工作中，Fan使用计算机模型预测，如果将LED放置在远离其他物体几nm的位置，LED可以产生显着的冷却效果。今天他说Lady和他的团队已经在他们的实验中实现了这个想法。 |
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