Все ранее созданные лазеры вырабатывали тепловую энергию, которая была либо основной целью прибора, либо побочным эффектом. Существующие лазерные системы охлаждения, используемые в ядерной физике, позволяли достичь температур, близких к абсолютному нулю, но все эти технологии не работали в жидкой среде.

Группа физиков из университета Вашингтона в Сиэтле создала лазерную установку, которая впервые смогла охладить жидкость — понизить температуру жидкости до 2,2 градусов по Цельсию. Об открытии сообщается на сайте университета.

Ученые создали нанокристаллы из соединения иттербия, лития, иттрия и фтора. Такие кристаллы обычно используют при создании установок для лазерного охлаждения — когда лазерный луч воздействует на материю, фотоны поглощают излучение, и при некоторых условиях часть фотонов испускается обратно, попутно расходуя тепловую энергию — благодаря этому материя охлаждается. В новом исследовании была изменена структура и форма кристаллов, благодаря чему они сами начали поглощать тепловое излучение.

Кристаллы поместили в камеру с жидкостью и направили на них инфракрасное лазерное излучение. Испускаемое кристаллом свечение поглощало больше энергии, чем отдавало. В результате температура и самого кристалла, и жидкости снизилась, причем по мере охлаждения кристалл менял свой цвет от от голубовато-зелёного до красновато-зелёного, что сможет позволит использовать его как цветовой индикатор.

Как полагают ученые, открытие имеет большое практическое значение. С помощью подобного лазера можно будет работать с живыми биологическими объектами, так как инфракрасное излучение не вызывает ожог тканей. Лазер может применяться и в биохимических экспериментах, и медицинских опытах — например, при точечной «заморозке» нейрона, и в исследованиях в области генетики. Также он может быть использован при создании микропроцессоров для охлаждения отдельных компонентов в компьютерных чипов, чтобы предотвратить перегрев и обеспечить более эффективную обработку информации.