Физики из Университета Нью-Мексико (США) и Университета Пизы (Италия) сумели снизить температуру кристалла до 155 К, воздействуя на него лазерным излучением.

В основе механизма лазерного охлаждения лежит так называемая антистоксова люминесценция — фотолюминесценция на длине волны, которая уступает длине волны возбуждающего света. Другими словами, излученные фотоны обладают большей энергией, чем поглощенные: с этой разницей в энергиях и связано понижение температуры тела. В первых экспериментах, проведенных в 1995 году, ученые добились охлаждения всего на один градус; по мере развития технологии результаты улучшались, и недавно температуру образца стекла с примесью редкоземельного элемента иттербия удалось довести до 208 К.

Авторы рассматриваемой работы экспериментировали с кристаллом LiYF₄, легированным все тем же иттербием. Для получения необходимых параметров излучения использовался оптический резонатор, а измерение температуры охлаждающегося образца проводилось бесконтактным методом, что позволило минимизировать паразитный нагрев.

В результате температура кристалла, находившегося в начале опыта при нормальных условиях, понизилась до 155 К. Исследователи подчеркивают, что это значение недостижимо для популярных элементов Пельтье, способных охладить образец примерно до 170 К, и планируют провести новые эксперименты с кристаллами высокой чистоты. По их мнению, в ближайшем будущем лазерное охлаждение должно преодолеть барьер в 100 К, после чего технология окажется всего в 23 градусах от 77 К — температуры кипения жидкого азота.