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06-18
几十年来，原子物理学家一直使用激光来减慢气体中弹跳的原子速度，并将它们冷却到略高于绝对零的温度，以研究它们的奇怪行为。
量子特性。
现在，一组研究人员已经使用类似的方法成功冷却了物体。
不过，这次没有使用激光。
这项技术以前从未在实验中得到证实，有一天可能会被用来冷却微电子元件。
在常见的激光冷却实验中，物理学家将激光从相反的方向照射到铷等气体上。
他们精确地调整了激光，这样，如果一个原子向其中一束激光移动，它就会吸收光子并受到轻微的推回中心的作用。
激光逐渐耗尽原子的动能，将气体冷却到非常低的温度。
然而，安娜堡密歇根大学的应用物理学家普拉莫德·雷迪想要尝试在不利用激光特殊性能的情况下冷却物体。
他和他的同事从一种由发光二极管（LED）制成的小型设备开始，发光二极管是荧光屏中常见的半导体材料。
LED 利用量子力学效应将电能转化为光能。
粗略地说，LED 充当电子的小“斜坡”。
在正确的方向施加电压，它会将电子推上“斜坡”并最终越过它，就像滑板上的孩子一样。
当电子滑下“斜坡”并进入较低能量状态时，光子被释放。
这个实验的关键在于，当电压反向时，LED不会发光，因为电子无法以相反的方向穿过“斜坡”。
事实上，反转电压还会抑制设备的红外辐射——通过夜视镜观察热物体时看到的广谱光（包括热量）。
这有效地使设备更凉爽。
雷迪同时表示，这意味着上述小玩意可以像微型冰箱一样运行，但必须将其放置得距离另一个微小物体足够近。
雷迪说：“如果你拿着一个热物体和一个冷物体，就会发生辐射热交换。
”为了证明他们可以使用 LED 冷却，科学家们将一个物体放置在距离另一个称为热量计的热量测量设备仅几十纳米（几百个原子的宽度）的地方。
由于量子隧道效应，这个距离足够近，可以增加两个物体之间的光子传输。
这个洞非常小，以至于光子有时可以穿过它。
较冷的 LED 从热量计吸收的光子多于其发回的光子，依靠毛细管作用从热量计带走热量，并将其温度降低 1/摄氏度。
Reddy 和同事在最近出版的期刊《自然》 上报告了这一结果。
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，太阳每平方米提供约瓦的能量通量。
Reddy 和同事相信，有一天，他们也许能够通过减小孔的尺寸并带走 LED 内积聚的热量，将冷却通量提高到这一强度。
该技术可能无法取代传统的制冷技术或将材料冷却到约 60 开尔文以下。
但未参与最新研究的斯坦福大学理论物理学家范山辉认为，它可能有潜力用于冷却微电子元件。
在之前的工作中，范使用计算机模型预测，如果将 LED 放置在距离另一个物体几纳米的地方，就会产生相当大的冷却效果。
现在，他说，雷迪和他的团队已经在试验中实施了这个想法。
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