據(jù)美國《新聞周刊》網(wǎng)站近日報道，科學(xué)家利用激光冷卻，創(chuàng)造出溫度達(dá)到零下273℃的中性等離子體，其比太空深處溫度還要低。這一成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志，顯示了極端環(huán)境下(比如白矮星和木星中央)等離子體的新的可能性。

一般認(rèn)為，激光可用于加熱，但其實也可用于冷卻物理系統(tǒng)。在實驗中，英國萊斯大學(xué)的湯姆·基利安和同事使用10臺不同波長的激光器來冷卻中性等離子體。等離子體是在固體、液體和氣體之后，物質(zhì)的第四種基本狀態(tài)，它通常在極熱的地方(比如太陽內(nèi))產(chǎn)生。

研究人員先用一組激光器蒸發(fā)鍶金屬，這些激光器捕獲并冷卻了一組原子。然后，他們用第二組激光電離這些超冷氣體，激光脈沖將這些氣體轉(zhuǎn)換成等離子體，這些等離子體迅速膨脹然后消散。

基利安解釋說：“如果一個粒子(原子或離子)正在移動，我用一束激光來抵制它的運(yùn)動，當(dāng)該粒子從激光束中散射出光子時，就獲得了動量來減慢速度。訣竅在于確保光子始終從與粒子運(yùn)動相反的激光中散射出來。”

1999年，基利安在美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所進(jìn)行博士后研究，開創(chuàng)了從激光冷卻的氣體中創(chuàng)造中性等離子體的電離方法。此后，他一直在尋求讓等離子體更冷的方法，最新研究讓他20年的追尋成為現(xiàn)實。目前，他們正努力制造更冷的等離子體。

基利安說：“我們將嘗試開發(fā)新的溫度探頭來測量更冷的溫度。如果能在不讓密度變得太低的情況下，將溫度降到足夠低，該系統(tǒng)將形成結(jié)晶等離子體——維格納晶體，據(jù)信白矮星中心的離子以這種狀態(tài)存在。”

基利安表示，當(dāng)科學(xué)家研究出如何冷卻原子氣體時，就打開了“超冷世界”的大門，這使他們能將原子氣體冷卻到比絕對零度(零下273.15℃)高出百萬分之一攝氏度左右，“在此處，量子力學(xué)開始發(fā)揮作用”。通過研究超冷等離子體，有望回答有關(guān)物質(zhì)在高密度和低溫的極端條件下如何表現(xiàn)的基本問題。(記者劉霞)

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