激光冷却中性等离子体首次问世

等离子体的温度笼统地来说代表了每颗粒子的平均动能，一般用开尔文或电子伏特来量度。要维持等离子体的电离状态，一般需要较高的温度。

据美国《新闻周刊》网站近日报道，科学家首次创造了由激光冷却的中性等离子体，其温度达到零下273摄氏度，比深空的温度低约50倍。发表于《科学》杂志的最新研究开辟了研究极端环境（比如白矮星和木星中央）内等离子体的新可能性。

通常情况下，激光一般被认为主要用于加热，但其实，也可用激光来冷却物理系统。在实验中，英国莱斯大学的汤姆·基利安和同事使用10台不同波长的激光器来冷却中性等离子体。在固体、液体和气体之后，等离子体是物质的第四种基本状态，它通常在极热的地方（比如太阳内）产生。

研究人员用一组激光器蒸发锶金属，这些激光器捕获并冷却了一组原子。然后，他们用第二组激光电离这些超冷的气体，激光脉冲将这些气体转换成等离子体，这些等离子体迅速膨胀然后消散。

基利安解释说：“如果一个粒子（原子或离子）正在移动，我有一束激光来抵制它的运动，当该粒子从激光束中散射出光子时，就获得了动量来减慢它的速度。诀窍在于确保光子始终从与粒子运动相反的激光中散射出来。” 

1999年，基利安在国家标准与技术研究所进行博士后研究，开创了从激光冷却的气体中创造中性等离子体的电离方法。此后，他一直在寻求让等离子体更冷的方法，最新研究让他20年的追寻成为现实。目前，他们正努力制造更冷的等离子体。 

基利安说：“我们将尝试开发新的温度探头来测量更冷的温度。如果我们能在不让密度变得太低的情况下将温度下降得足够低，该系统将形成结晶等离子体——维格纳晶体，据信白矮星中心的离子以这种状态存在。”

在大多数情况下，等离子体中的电子很接近热平衡，所以电子温度有良好的定义。基利安表示，当科学家研究出如何冷却原子气体时，就打开了“超冷世界”的大门，这使他们能将原子气体冷却到绝对零度以上百万分之一度左右。

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