冷凍光線?レーザーを使った急速冷却法 瞬時に摂氏66度冷却

 レーザーを使って冷却するという着想は、30年前から物理学者から提起されていたが、現在までの実験は、ごく低圧の気体でしか実現していなかった。しかしこのたびドイツの研究チームが、高圧気体にレーザーを照射することによって、数秒間で摂氏66度も下げるという劇的な温度低下を引き起こせることを示した。

ultracold_full.jpg



 高密度の気体におけるレーザー冷却は、新たな冷却方式として利用できる可能性があり、絶対零度に近い温度を得ることも不可能ではないと、研究者たちは語る。この研究結果は9月2日(米国時間)、オンライン版『Nature』に発表された。

 レーザー冷却作用は、適切なレーザー光を気体分子に衝突させることによって、電子を通常より高い[原子核から離れた]軌道へ励起させるものだ。

 [気体における原子は互いに衝突を繰り返しており、気体の圧力が高いほど衝突は頻繁に起こるが、]「この過程で、電子の軌道は『曲がる』」と、ボン大学の物理学者、Martin Weitz氏は述べている。「従って、衝突の瞬間には、通常よりも少ないエネルギーで電子を高軌道に押しあげることができる」

 衝突が終わると、軌道は通常の形に戻る。電子がそのまま高軌道にとどまるためには、失われたエネルギーを外から「借り」なければならない。[このため、原子の物理的なエネルギーを使うことになり、この過程において原子の動きが遅くなり、温度が下がる]

 [レーザー冷却では、レーザーを使って光の周波数(エネルギー)や進む向き(運動量)を高度に制御することで、原子の重心運動を自由に操作する。日本語版記事はこちら。より詳しい日本語の説明はこちら(PDF)。

 Physorgの記事によると、これまでも、レーザー冷却で絶対零度付近まで下げる実験は成功していたが、かなり低い圧力の気体についてであり、今回の実験はその100億倍の密度だという]


WIRED VISION
http://wiredvision.jp/news/200909/2009090422.html




3 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:10:33 ID:a6lDH0/e
そのうち電子急速冷凍で美味しさ逃がさない、とか出来るんだろうな。


4 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:10:47 ID:6jQaBU97
原子炉に使えるかもね。


7 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:22:16 ID:dyKUgUCw
ポケモンですら冷凍ビーム使えるのに、お前らときたら…


8 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:22:18 ID:9jeHt3kF
無難にエアコンとかに応用効かないの?


9 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:24:16 ID:w3XxMixG
ダイモス?

14 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:33:17 ID:6be/KxOc
>>9
凍傷


10 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:24:43 ID:UAcmo83b
フロンのいらない冷蔵庫とか?凡人には利用方法が思いつかない。

12 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:28:12 ID:cbzLcKMi
>>10
フロンなんて、何年前の知識しか持ってないんだか…凡人以前にお前は低脳だね。


52 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 05:39:49 ID:gsBwYJwl
>>12
まだフロンの方が多いぞ?ノンフロンは1も無い。



11 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:26:12 ID:XvhUhTX3
ゴジラに出てくる戦車が作れるのかな?


13 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:33:13 ID:9WbydVy3
お前の冷凍呪文は絶対零度が限界 …しかし、俺が得意な火炎呪文に限界はない!

18 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:41:17 ID:ORBKbOFY
>>13
いいから絶対零凍破(テスタメント)


26 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:05:42 ID:vu+hT6qm
>>13
666だよね?



16 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:34:39 ID:QyXGpxGW
これで、金属ガラスのインゴットが作れるようになるんですね?


17 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:35:20 ID:PXAIJlJc
内燃機関のシリンダー内等で照射、燃調に使えないかな。


19 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:42:30 ID:0LqJjfvD
明日から消防車もレーザー装備ってことで理解していいのですね。


20 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:42:37 ID:N0NAkwee
レーザー照射してエネルギーを与えてるはずなのに、温度が下がるなんて不思議な現象だね。


22 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:45:02 ID:iE4kaAP6
具体性が全くないので、「へぇー」で反証はあるの?とかしか言えない。
プロトサイエンスってこんなのかな?って感じ。

32 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:26:52 ID:ozhsnhoU
>>22
experimentally demonstrate laser coolingって書いてあるだろ。



23 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:45:54 ID:Dyu2VWlB
衛星軌道上から海面を凍らせれば地球温暖化が解決するな、シロクマに流氷をプレゼントしたれ。
もちろん戦略兵器としても使える。


24 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 02:53:11 ID:/tqcj7tr
レーザーは半導体レーザークラスの出力でいけるのかな?
数十ワットで強力な冷却ができるなら、CO2の排出量も格段に減らせるぞ。


25 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:05:28 ID:EgBKgG83
核ミサイルに照射して核反応停止とかできる?


27 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:06:10 ID:uRh8aEwu
オレの肛門も瞬間冷却できそうだな。

37 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:46:50 ID:ggZuTZQ7
>>27
試しに氷突っ込んだら天国が見れるぜ?



28 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:11:15 ID:OVJJ6C4J
この仕組みだとレーザー照射を止めてから、一気に66度上昇するんじゃないのか?

32 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:26:52 ID:ozhsnhoU
>>28
気体分子が衝突するときに振動数の低い=エネルギーの低いレーザーを当てると、(結果的に)光のエネルギー+分子の運動エネルギーの一部で電子が励起されるというのがキモ。


36 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:43:23 ID:OVJJ6C4J
>>32
基底に戻るときには66度よりも光のエネルギー分さらに温度が上昇してるとか?それとも光を放射して同じ状態とか?新しいプラズマテレビとか?はたまたそこに電気エネルギーを蓄積するとか?



29 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:17:45 ID:gaSVEy0o
これで轟天号の冷凍光線やガンバスターのバスタービームが実現出来るな。

54 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 05:56:14 ID:TIAc9eQ4
>>29
スーパーX3もお忘れなく。



33 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:29:56 ID:pNwln+3W
ようするにレーザーを当てると、分子が遅くなるんだな?


34 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:33:08 ID:dAeV0Moh
つまり宇宙戦争に出てくる、冷凍兵器が出来るのか…


38 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:48:11 ID:HmwReM5h
氷結ジェットのすごい奴なのか?


40 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:49:53 ID:4iuk6Lz2
普通のレーザーと組み合わせて、温度差で車も動くんじゃないかな?


41 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:53:51 ID:+5G9W85v
エネルギーの保存則はどうなる?温度低下分のエネルギーはどこへ行く?

42 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:55:53 ID:pNwln+3W
>>41
> 失われたエネルギーを外から「借り」なければならない。
これじゃね?


45 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 04:06:08 ID:+5G9W85v
>>42
気体は普段、分子同士が完全弾性衝突をしているのを、見かけ上、弾性係数が1未満になるように仕組んで、衝突するたびに、熱運動が減少するようにするってことかな?

で、その分の運動量は、電子の運動量に変換すると…


46 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 04:08:26 ID:dyKUgUCw
>>41
原子のエネルギー準位が上がるときに使われる。



43 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 03:57:47 ID:ekWvY6HB
後のレーザー庫、ブルーレイ蔵庫の先駆け。


44 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 04:05:51 ID:78u1vccA
怪奇大作戦の「死神の子守唄」に出て来たなと思って、物語の内容を調べてみたらちょっと違った。


53 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 05:41:26 ID:KUETmLpd
レーザーによる光圧で、ランダムに動く分子の速度を抑制するらしいぜ?分子の速度を遅くする。
すなわち温度が下がる、凄いねこれ。


55 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 06:26:27 ID:XsKUW5HZ
メカゴジラ作れそうだね。

56 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 06:40:33 ID:7XaYwvAu
>>55
マジンガーZも忘れるな。



57 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 06:51:45 ID:PzLAB+GL
冷凍ビームと聞いた時、
「ビームが当たりゃあ加熱されるのが当然だろ?考えた奴夢があり過ぎ」とか考えてごめんなさい。


58 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 07:11:00 ID:KuRWU+hP
電子の運動量が上がるんだから、電子はいずれ元の軌道にもどるよね?

その時は量子論的な要請で光りが出てくる、熱(分子運動エネルギー)にはならない。この光は受けたレーザーと同じだけのエネルギーなので、エネルギー保存則は守られる。


61 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 07:50:55 ID:SPm0qy0t
ホーミングレーザーの開発はまだか?


62 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 07:51:09 ID:KpG8jpcM
20年ぐらい前だったかの日経サイエンスで、確かにこういう記事があったな。


63 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 07:54:57 ID:UO60v2Ll
超伝導物質の動的冷却に使えるんじゃないの?コストダウン出来れば、使用範囲拡大するかも。

65 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 08:21:13 ID:KuRWU+hP
>>63
電子軌道を励起させるので、超伝導物質の冷却には向かないと思えるセンスが科学者への道。高励起極低温という不思議な状態になるので超伝導物質を作るプロセスに使えるかも?と考えるのが、俺みたいに知性あふれる人間の妄想。



64 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 08:01:15 ID:jtkL0p6t
ゴジラの冷却光線を馬鹿にしてすみませんでした。


67 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 08:45:58 ID:iOZ120qK
劣化ウランのシェルターに照射した直後に高性能爆薬で衝撃を与えるとか…SFだな。


68 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 09:02:37 ID:OXDePQd3
別冊日経サイエンス161号
「不思議な量子をあやつる 量子情報科学への招待」に原子のレーザ冷却の記事が載ってる

4章 ボース・アインシュタイン凝縮を生かす
・ボース・アインシュタイン凝縮の実現 E.A.コーネル/C.E.ワイマン
・宇宙で最も冷たいガスを操る G.P.コリンズ
・チップ上に原子の雲を生み出す J.ライヒェル
・凍りついた光 L.V.ハウ


69 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 09:31:02 ID:9nZ2K99u
人工集中豪雪雲生成に使える、夏であれば地上付近に集中豪雨をもたらす。
区域外で降らせれば人工晴天を作れる。

雨予報下での運動会、遠足可。冬山間部に雪を大量に降らせとけば、人工氷河作製可。
人工氷河で地球温暖化対策から年々の旱魃対策まで対応化。


72 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 10:22:59 ID:ULBkarw3
ドイツ人は天才だよ、本質的に頭がいいんじゃねぇ?それに比べ日本人ときたら…


73 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 10:42:37 ID:u5kNCj6o
ビールを瞬時に冷やせる車載可能な小型冷蔵庫ができたら100万でも買うぞ?早く出せ。

75 :名無しのひみつ:2009/09/05(土) 10:49:38 ID:/pvZ4RAe
>>73
日本を舐めんな、そんなもん既にある。

回転式缶ビール冷却器
http://www.graffiti.jp/manager/m010813.htm




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コメント

VIPPERな名無しさん

まさにエターナル・フォース・ブリザードw

名無し隊員さん

後のスーパーXⅢである。

名無し隊員さん

極性を反転させただけだろ、隣のおっさんもやってるよ

 

ふぶきは命中率が低いから冷凍ビームが安定してるよね

名無し隊員さん

これでデストロイヤが現れても安心だな
ちょっと懐かしかった

名無し隊員さん

バスタードネタがわからんとは

VIPPERな名無しさん

バスタービームだな

名無し隊員さん

ドイツの技術は世界一ィィィィイイイ!!!!!
冷凍ビイイィィム!!!

依存症さん@_@

スーパーX3が登場したときは、なんでレーザーで冷えるんだよって思ってたが・・・

                              

レーザー光でCPU冷却できるといいなぁ、ファンの音うるさくてかなわん

名無し隊員さん

冷凍ビイイイイイム!
冷凍光線!

で、オッサン具合が違う。

名無し隊員さん

これを指から出せるようになりたいんですが。

コメ,12431

電力消費に伴うエネルギーの熱<これ だったら外に向けてこれを使い続ければ温暖化が止まるな
すばらしい

VIPPERな名無しさん

バカなドイツ人も山ほどいるが・・
それでも論理的な意見でものが決まる社会であることは確か。
結局、自分より頭のいい人の意見の正当性を判断できないから博士とか教授とかの肩書きが重要になってしまう。
日本では上下関係でものが決まるから、博士とか教授とかの地位が低いのかもね。

   裸族な人

アイスビームで動きを止めてミサイル3連射

VIPPERな名無しさん

CPU冷却に使えるのか…?
もし使えるならすげぇ冷却効率www

名無し隊員さん

よくわからないんだが、これは地球温暖化終了のお知らせ?

名無し隊員さん

超伝導の実現に近づいたな。

名無し隊員さん

10GhzのクロックのCPUも夢じゃないな。

名無し隊員さん

ついに大気冷却機が…。

名無し隊員さん

なるほど、電子レンジがガス調理器具で、この技術で作れるのが扇風機というわけか

名無し隊員さん

1. 原子にレーザー光(光子)を当てたとき、ある一定の方向から運動量が加わって励起する。
2. 励起したエネルギーを放出する際、運動量の抜ける方向はランダム。
3. 厳密に計算しながらこれを利用すると、特定の方向の運動量を下げられるって話らしい。

>>9125
光の速さって知ってるか?
1/10,000,000,000秒で移動できる距離計算してみ。

名無し隊員さん

コストは?フリーズドライが安くできるのかな

名無し隊員さん

セガのゴジラのゲームを思い出した
こっちが自衛隊で怪獣を倒すゲーム
どんな強力な戦車も熱戦と踏み潰しの前には無力というきついゲーム
怪獣をおびき寄せて怪獣同士戦わせるのが一番効率がいいゲーム

名無し隊員さん

>>9128
それはドップラー冷却の原理だろう。

この記事が言っている冷却法は、
原子の衝突によるエネルギー準位の変化をうまく利用した
また別の方法みたいだが。

名無し隊員さん

凍気を扱う聖闘士は原子を壊すんでなく、原子を止めるんですね。わかります。

名無し隊員さん

通常の自由運動している原子を励起するのにエネルギーEの光子が必要なところを、別の原子に衝突している瞬間にうまくレーザーを撃ちこむとE-εの光子で励起できる(つまり、εは別の原子から貰った分)。光子のエネルギーをE-εに揃えておくと、衝突していない状態の原子は光子を吸収できない。
励起した原子が基底状態に戻る時は、エネルギーEの光子を吐き出すので、こいつを系の外に逃がしてやると、原子が持っているエネルギーはεだけ減っていることになる・・・という理解で良いのか?

名無し隊員さん

ここまでガンダーなし。
かわいそうに。

名無し隊員さん

次はメドローアですね、わかります

VIPPERな名無しさん

バスターシールドもこれで作れそうだな

名無し隊員さん

>>9131
参考の日本語PDFを読んだんだが、読み違いだったか。
見直してくるわ

名無し隊員さん

冷凍ビーム、10万ボルト、火炎放射

名無し隊員さん

チルノレーザー

名無し隊員さん

フローズンシューターか

名無し隊員さん

電子に無駄な運動をさせることで電子の動きを遅くして温度を下げる
ってことは、概念的に言うと熱エネルギーを運動エネルギーに変えてるって事?

名無し隊員さん

原子どうしがぶつかる時、電子の軌道もぶつかる→影響受ける(歪む)→次の準位までの間隔が変わる
次の準位までの間隔が狭まったとき、周りにその狭まった間隔に相当する光(レーザー)が溢れてたら、励起する
で、元の準位に戻るときは、衝突は終わってるからもとの(広い)間隔の光を放って戻ると。
つまり、衝突の瞬間拾った光エネルギーより衝突後吐き出す光エネルギーの方がでかい、
その分は原子の運動エネルギー(熱)から都合するわけだよな

ってことでいいんだよな

名無し隊員さん

気象をコントロール出来ないか

名無しさん@ニュース2ちゃん

擬似的な永久機関作れるかも・・・・

名無し隊員さん

マーズのウラヌスか

名無し隊員さん

金星に大規模照射して、テラフォーミング

高温問題さえ解決出来れば、地場無しで有害宇宙線注ぎまくりの
火星よりも有望な星に
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