Как лазерами охлаждают до миллионных долей кельвина, если лазер горячий?

Answer 1

Представь, что атомы — это маленькие шарики, которые постоянно двигаются (чем быстре — тем горяче) . Лазерный луч можно использовать как тормоз для них. Вот как это работает:
 
1. Лазер бьёт по атомам, но не нагревает, а тормозит
Луч лазера настроен чуть красне, чем нужно атому для поглощения света (как если бы ты кричал чуть тише, чем резонансная частота стакана) .
 
Если атом летит навстречу лучу, из-за эффекта Допплера (как сирена машины звучит выше при приближении) он видит свет нужного цвета и поглощает фотон.
 
Фотон толкает атом в обратную сторону — скорость атома падает (как если бы ты ловил мяч, летящий на тебя — твоя рука немного откидывается назад) .
 
2. Ловушка из шести лазеров
Атомы обстреливают лазерами со всех сторон (вверх, вниз, влево, вправо, вперёд, назад) .
 
Куда бы атом ни двигался, он всегда упирается в луч и тормозит.
 
Добавляют магнитное поле, чтобы атомы не улетали.
 
3. Почему не нагревается?
Лазер очень слабый (как фонарик на минимуме) .
 
Энергия уходит не в нагрев, а в переизлучение света (атом выплёвывает фотон в случайном направлении) .
 
Результат
Атомы замедляются так сильно, что их температура падает до миллионных долей градуса — это холодне, чем в космосе!
 
Пример: Как если бы ты остановил все машины на дороге, стреля в них теннисными мячами с точно рассчитанной силой.