Ученые из института Нильса Бора продемонстрировали способ парадоксального охлаждения за счет использования нагревания. По мнению авторов, данная технология может быть весьма полезной для высокочувствительных электрических и механических датчиков, а также различных компонентов потенциально перспективных квантовых компьютеров.
Физиками был проведен уникальный эксперимент, относящийся к области оптомеханики, целью которого было изучение взаимодействия света в объектами, находящимися в движении. Испытательный образец представлял собой невроятно тонкую пластинку из арсенида галлия. Ее размеры не превышали 1х1 миллиметр, а толщина составляла всего 160 нанометров.
Наномембрана была помещена учеными в специальном поддерживающем устройстве в вакуумную камеру, после чего ее подвергли воздействию лазерного луча мощностью 50 микроватт. Свет отражался на зеркало и вновь возвращался к полупроводниковой пластине.
Результаты проведенного эксперимента были более чем удивительными. Часть светового излучения, как и следовало ожидать, поглощалось пластинкой, отчего материал немного разогревался, и наблюдалось увеличение числа свободных электронов. Вследствие термического воздействия происходило периодическое расширение материала, что способствовало изменению расстояния между зеркалом и поверхностью мембраны, создавая при этом колебания. Данные колебания, как выяснилось, обладают способностью изменять параметры резонатора.
Авторами эксперимента были проведены точные измерения колебательного движения мембраны с использованием пробного луча, который под определенным углом направлялся к поверхности.
Исследователями было установлено, что уникальные оптические, электронные и механические параметры пластины при воздействии на нее светового излучения с определенными характеристиками, являются причиной возникновения удивительного явления – охлаждения за счет нагрева. Несмотря на то, что общая температура мембраны под действием лазерного луча повышается, возникающие колебания заданных параметров способны подавить ее, причем весьма существенно. Проведенные в дальнейшем эксперименты показали эффективность данного способа охлаждения, с использованием которого, температуру мембраны можно понизить с комнатной температуры впоть до минут двухсот шестидесяти девяти градусов Цельсия.
Представленная технология вызывает некоторую ностальгию, поскольку очень напоминает лазерное охлаждение. Тем не менее, данный способ подразумевает охлаждения твердых тел чрезвычайно малых размеров, в то время как лазерное охлаждения воздействует на облака атомов и их ионов в специальных оптических ловушках. {odnaknopka}