就我所知，激光可以干掉導(dǎo)彈、可以搞聚變發(fā)電、還可以切開(kāi)鋼板，因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生熱，大量的熱。

但是，人類能做出來(lái)最冷的地方，竟然用的也是激光！

有多冷呢？接近絕對(duì)零度！

這就是——激光冷卻。

大家好我是火箭叔，激光到底怎么制冷？它都用在什么地方？咱家的冰箱里能不能也用上這高科技的玩意兒呢？3分鐘給你講清楚。

咱先得搞明白一件事，到底什么是“熱”。小學(xué)物理告訴我們，在微觀世界里，其實(shí)根本沒(méi)有“冷熱”這個(gè)概念，有的只是“運(yùn)動(dòng)”。你覺(jué)得一杯水燙手，其實(shí)是因?yàn)槔锩娴乃肿釉诏偪駚y跑，撞擊你的皮膚。反過(guò)來(lái)，如果這些分子跑得越慢，溫度就越低。如果它們完全不動(dòng)了，那就是傳說(shuō)中的絕對(duì)零度。所以，想要把一個(gè)東西冷下來(lái)，本質(zhì)上就是給它“剎車”，讓它別動(dòng)。

關(guān)鍵是，怎么給原子“剎車”呢？科學(xué)家想到了一個(gè)絕妙的辦法：用光去撞它。

因?yàn)楣?，是由具有能量的光子組成的。咱們想象一下，原子就是一個(gè)迎面滾過(guò)來(lái)的保齡球，而激光束呢，就是無(wú)數(shù)個(gè)密密麻麻的乒乓球。雖然乒乓球很輕，撞一下保齡球根本沒(méi)感覺(jué)，但如果你每秒鐘發(fā)射幾億個(gè)乒乓球，噼里啪啦瘋狂地砸在保齡球的腦門上，這個(gè)保齡球是不是慢慢就被頂住了？最終它就停下來(lái)了。這就是激光制冷的第一個(gè)原理：用光子的動(dòng)量，去抵消原子的動(dòng)量。

但這，還遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束。

因?yàn)樵邮莵y動(dòng)的，如果激光也不加控制地亂射，反而會(huì)把一些原子推得更快，變得更熱了。所以我們需要的是——只在原子“迎面跑過(guò)來(lái)”的時(shí)候撞它，它如果背對(duì)著我們跑，就別推它。這就好比大街上的車流，我們只想給超速的車貼罰單，不想誤傷正常行駛的車。該怎么做？

結(jié)果，又是一個(gè)小學(xué)物理的知識(shí)點(diǎn)：多普勒效應(yīng)，就像——一輛救護(hù)車朝你開(kāi)過(guò)來(lái)的時(shí)候，聲音會(huì)變尖；而離你遠(yuǎn)去的時(shí)候，聲音會(huì)變低沉。光也是一樣。當(dāng)原子迎著激光跑過(guò)來(lái)的時(shí)候，它感覺(jué)到的激光頻率會(huì)變高；背著激光跑的時(shí)候，感覺(jué)到的頻率會(huì)變低。

科學(xué)家利用這一點(diǎn)，耍了個(gè)“雞賊”的小把戲。他們故意把激光的頻率調(diào)得比原子喜歡吸收的頻率稍微低那么一點(diǎn)點(diǎn)。

于是，如果原子是靜止的或者背對(duì)著光跑的，它看這個(gè)激光就不順眼，理都不理，激光直接穿過(guò)去，互不干擾。但是，一旦有一個(gè)原子不老實(shí)，迎著激光沖過(guò)來(lái)，由于多普勒效應(yīng)，它感受到的激光頻率正好變高了，哎，這就對(duì)上眼了！原子立馬吸收光子，狠狠地挨了一記“乒乓球”的撞擊，速度被迫慢了下來(lái)。當(dāng)上下左右前后六個(gè)方向都架上這種特制的激光。無(wú)論原子往哪個(gè)方向跑，都會(huì)被懟回去。幾輪下來(lái)，原子就跟掉進(jìn)糖漿里一樣，動(dòng)不了了——溫度也就降到了接近零下273攝氏度的絕對(duì)零度。

而當(dāng)原子不再亂跑，很多神奇的事情就發(fā)生了。首先是精準(zhǔn)。咱們現(xiàn)在的手機(jī)導(dǎo)航、衛(wèi)星定位，之所以能精確到米，靠的是天上的原子鐘。以前原子熱運(yùn)動(dòng)的時(shí)候亂蹦亂跳，計(jì)時(shí)會(huì)有誤差，現(xiàn)在把它凍住了，干擾沒(méi)了，時(shí)間的測(cè)量精度大大提高。可以說(shuō)，沒(méi)有激光冷卻，你的外賣可能都送不到你家門口。

更科幻的是，當(dāng)溫度接近絕對(duì)零度時(shí)，原子會(huì)進(jìn)入一種神奇的“第五態(tài)”——即玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)。這時(shí)候，成千上萬(wàn)個(gè)原子仿佛失去了個(gè)性，變成了一個(gè)整體，像一支紀(jì)律嚴(yán)明的軍隊(duì)，整齊劃一地行動(dòng)。這是量子計(jì)算機(jī)和未來(lái)超導(dǎo)技術(shù)的基礎(chǔ)，是人類探索物理極限的鑰匙。

這就是科學(xué)家費(fèi)勁巴拉的搞出激光冷卻的最根本原因。而這個(gè)技術(shù)最終有沒(méi)有可能下放到咱家冰箱里呢？

嗯......好問(wèn)題。它取決于兩點(diǎn)，你家有沒(méi)有礦、你愿不愿意放棄原來(lái)的食譜。首先，這套設(shè)備非常昂貴，還得在超高真空的實(shí)驗(yàn)室里跑，把你家廚房拆了也裝不下。其次，也是最關(guān)鍵的，激光冷卻目前只能針對(duì)特定種類的氣體原子，比如銣原子、銫原子。而你想凍的食物里面，分子結(jié)構(gòu)太復(fù)雜了，互相擠得太緊，根本沒(méi)法用這種“乒乓球戰(zhàn)術(shù)”。

好吧，看來(lái)在我的世界里，激光還是那個(gè)最能“上火”的家伙。