Laserkühlung für Festkörper

[T.O.N.I (Gast)]

Hi leuts,
ich hab kürzlich von Laserkühlung gehört, kann mir aber noch nix 
richtiges unter den "Dimensionen" vorstellen. Wie ist die Effizienz, 
also wie viel Watt Laserleistung/Kühlleistung? Lassen sich damit 
überhaupt Körper kühlen, zB eine dünne, kleine Kupferplatte (vlt so 
7mm*10mm*1mm [H*B*T])?

Hoffe hier hat vlt jemand den Plan :)

TONI

[Rüdiger (Gast)]

Das Prinzip ist klar, aber völlig ineffizient. Es spekuliert auf/mit 
Verdunstungskälte eines Mediums. Um aber ein Medium verdunsten zu 
lassen, bedarf es einer definierten Leistung (des Lasers) - Vergiss es! 
Das sind Spinnereien der Laserindustrie., die ihren Quark vermarkten 
wollen. Siehe auch: Energieerhaltungssatz.

[branadic (Gast)]

Rüdiger schrieb:
> Das Prinzip ist klar, aber völlig ineffizient. Es spekuliert auf/mit
> Verdunstungskälte eines Mediums.

Ich denke nicht das dieser Effekt hier gemeint war, sondern vielmehr die 
Ausnutzung eines quantenmechanischen Effektes. Golem hatte dazu diese 
Woche erst einen Artikel: http://www.golem.de/1201/89292.html

branadic

[oorp (Gast)]

Laserkuehlung ist was Abgehobenes fuer Physiker. Damit kann man bereits 
heliumkalte, einzelne Atome auf Nanokelivn abkuehlen. Da ist nicht mit 
Kupferplatten. Sorry.

[Ulrich (Gast)]

Da schon lieber eine LED mit mehr als 100% Wirkungsgrad.

[T.O.N.I (Gast)]

oorp schrieb:
> Laserkuehlung ist was Abgehobenes fuer Physiker. Damit kann man bereits
> heliumkalte, einzelne Atome auf Nanokelivn abkuehlen. Da ist nicht mit
> Kupferplatten. Sorry.

Schade. Hätte ja klappen können ;D. Kommt vlt ja noch irgendwann einmal.

Ulrich schrieb:
> Da schon lieber eine LED mit mehr als 100% Wirkungsgrad.
Ne, lass die lieber patentieren und versuch das dann an eine große Firma 
zu "verleihen". Die geben dir dann Geld dafür und das kannst du 
ausgeben, zB in einem Laden oder auch für eine Internetverbindung, geht 
mit sonem Wlan-Router, musst du aber anmachen sonst klappts nicht...

[Basti (Gast)]

Ja ja die Physik. Das ganze Funktioniert bei Gasen. Die Eigenschaft von 
Gasen besteht darin, dass die Atome ungeordent sich im raum bewegen. Je 
mehr Bewegung desto heißer das Gas. Die Idee dahinter ist nun, dass man 
das Gas mit Laser aus allen richtungen beschießt. Dabei streuen die 
Atome die Photonen. Dabei tritt eine Absorbtion und Emmission auf, die 
in Folge eine Rückstoß hat. Dabei muss man sagen, dass der Rückstoß beid 
er Emmission sich aufhebt. Nun kann man den Dopplereffekt ausnutzen, bei 
die Atome die Photonen aus dem Laserlicht absorbieren auf der sie sich 
zubewgen. Daraus resultiert eine Kraft, die der Bewegung entgegengesetzt 
ist. Und wenn die Kraft der Bewegung engegengesetzt ist, so nimmt die 
Geschwinidgeit im Mittel ab und somit wird das Gas kälter.

Willst du das mit Kupfer machen. So müsstest du einzelne KopferAtome in 
Gasform haben.

[Horst (Gast)]

Damit das Kühlen funktioniert, müssen die Atome sehr kalt sein (wie oben 
beschrieben).
Ohne zusätzliches Magnetfeld nennt sich das ganze optische Melasse:

http://de.wikipedia.org/wiki/Optische_Melasse

 Um die Atome auf diese Temperatur vorzukühlen nutzt man eine 
Magnetooptische Falle (MOT)

http://de.wikipedia.org/wiki/Magneto-optische_Falle

, die zusätzlich noch die magnetfeldabhängige Verstimmung der 
Energieniveaus des Atoms nutzt ( Zeeman Effekt). Das Magnetfeld der MOT 
sorgt für einen räumlichen Einschluss, den es in der Molasse nicht gibt.
Es bleibt zu erwähnen, dass das ganze in Vakuumkammern stattfindet, und 
typischerweise Alkaliatome verwendet werden. Bei den meisten anderen 
Atomen ist entweder der Abstand vom Grundzustand in den ersten 
angeregten Zustand so groß, dass es mit Standard Lasern nicht möglich 
ist, das angeregte Niveau anzuregen, oder aber das Termschema (wird zu 
kompliziert und man bräuchte zu viele unterschiedliche Laser...)

Lange Rede, kurzer Sinn: in den Vakuumkammern werden auf diese Weise je 
nach verwendetem Element 10^6 bis 10^10 Atome gefangen und gekühlt. Das 
ganze bei Laserleistungen von ca 100mW bis 2W. Den Wirkungsgrad dürft 
Ihr jetzt selbst ausrechnen ;-)