26/04/2011 - Refroidissant avec chaleur

Menéame

Un système quantique peut être refroidi avec un jet de lumière chaude incohérent. C’est la conclusion surprenante à laquelle sont parvenus des physiciens théoriques qui travaillent en Allemagne, qui ont montré que le taux de refroidissement peut parfois augmenter en mettant en contact un système avec une entité chaude. Le schéma - qui n’a pas été testé en laboratoire - pourrait offrir un moyen simple de refroidir des dispositifs quantiques.

Depuis les années 1980, les physiciens ont refroidi des gaz d’atomes en utilisant une lumière laser cohérente. Cette méthode fonctionne par l’absorption et l’émission de photons par les atomes de telle sorte que, progressivement, Les atomes perdent leur temps. Cette technique ne fonctionne que si la lumière est cohérente si la lumière n’est pas cohérente, Ça réchauffe le gaz.

Mais maintenant, Jens Eisert et Andrea Mari de la Freie Universitaet Berlin ont réussi à utiliser une lumière incohérente pour refroidir un système quantique. Votre système est un oscillateur mécanique quantique relié à deux modes optiques - mais Eisert souligne qu’il peut être appliqué à une large gamme de systèmes quantiques de trois modes.

Modes chaud et froid

Le processus commence avec l’oscillateur mécanique dans un état chaud ou à haute énergie. L’un des modes optiques est froid, ce qui indique que l’énergie peut, potentiellement, couler de l’oscillateur au mode froid-en refroidissant l’oscilateur.

Le deuxième mode optique est chaud, ce qui signifie qu’il contient un grand nombre de photons incohérents et est soumis à des fluctuations thermiques. Selon les calculs d’Eisert et de Mari, ce mode chaud a deux effets sur la température de l’oscillateur mécanique. Un effet est évident; le mode chaud chauffe l’oscillateur. Le deuxième effet inattendu est que les fluctuations du mode chaud augmentent le taux auquel l’énergie est transférée de l’oscillateur au mode froid. La clé d’une application pratique de la technique est de s’assurer que le deuxième effet est le dominant.

Eisert dit que le système est similaire à un transistor, car l’application de chaleur en mode optique chaud entraîne une augmentation proportionnelle du flux de chaleur de l’oscillateur mécanique au mode froid.

Selon Eisert, il y a différents groupes expérimentaux qui travaillent pour réaliser le système dans le laboratoire. Les applications possibles de l’effet incluent le refroidissement des dispositifs quantiques, tels que les montres atomiques ou les minuscules résonateurs mécaniques, en utilisant la lumière incohérente provenant des LED relativement bon marché.

Écrit par Kanijo

Article publié par Hamish Johnston le 19 avril 2011 en physicsworld.com

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