VÌ SAO TIA LAZE CÓ THỂ LÀM LẠNH NGUYÊN TỬ?
Năm 1997, lại có một nhà khoa học quốc tịch Mỹ gốc Hoa dành được giải thưởng cao nhất của vật lý - giải Nobel vật lý, ông là nhà vật lý 50 tuổi của trường đại học Stamford tên là Chu Đệ Văn. Thành tích xuất sắc mà ông đạt được trong vật lý là dùng tia laze ''làm lạnh'' nguyên tử, sau đó tóm được chúng và bắt chúng chuyển động theo ý muốn của con người.
Tại sao tia laze lại có thể ''làm lạnh'' nguyên tử? Điều khiển được nguyên tử thì có lợi gì?
Thì ra, vật chất là do phân tử, nguyên tử hợp thành, mà phân tử, nguyên tử chuyển động trong trạng thái hỗn loạn. Trong điều kiện nhiệt độ phòng, tốc độ chuyển động của phân tử, nguyên tử trong chất khí vượt quá tốc độ âm thanh (khoảng biên 332 m/s), nhanh hơn tốc độ của động cơ phản lực. Để tóm được những nguyên tử biến đổi nhanh chóng này đầu tiên phải giảm tốc độ chuyển động của chúng xuống, mà giảm tốc độ cũng có nghĩa là hạ nhiệt độ. Chỉ khi ''làm lạnh'' nguyên tử tới nhiệt độ rất thấp, con người mới có thể tóm và điều khiển được nguyên tử.
Ánh sáng tia laze và ánh sáng những tia thông thường phát ra không giống nhau, tia laze có thể tập trung năng lượng rất cao chiếu vào một phạm vì rất nhỏ. Lợi dụng đặc tính này, con người đã chế tạo ra rất nhiều chi tiết cũng kỹ thuật laze và tăng nhiệt laze. Khi dùng tia laze ''làm lạnh'' nguyên tử, đầu tiên phải dùng một chùm tia laze đón hướng chuyển động của nguyên tử rồi chiếu lên nó, nguyên tử và prôtôn sau khi va chạm đều giảm tốc độ một chút. Sau khi rất nhiều nguyên tử và prôtôn va chạm với nhau, tốc độ của chúng đều giảm xuống, từ đó nhiệt độ cũng giảm. Khi nhiệt độ rất thấp, dùng một lực rất nhỏ là có thể tóm được nguyên tử.
Dùng tia laze ''làm lạnh'' nguyên tử, có thể chế tạo ra những đồng hồ nguyên tử rất chính xác. Ví dụ khi một người mới sinh ra, đồng hồ nguyên tử bắt đầu tính giờ, vậy thì khi người này qua tuổi 80, thời gian mà đồng hồ này hiển thị ra và thời gian tiêu chuẩn khác biệt không đến 1/5000000s. Hiện nay trên các vệ tinh định vị toàn cầu đều có đồng hồ nguyên tử, có những chiếc đồng hồ này con người có thể qua vệ tinh xác định vị trí của một nơi nào đó trên trái đất, độ chính xác trong khoảng 1m. Khi con người dùng ánh sáng để truyền số liệu cũng cần phải sử dụng đồng hồ nguyên tử, bởi vì tốc độ truyền tín hiệu bằng ánh sáng rất nhanh, hai nơi ở cách nhau rất xa, chỉ có đồng hồ nguyên tử mới có thể đảm bảo sự vận hành đồng bộ của máy tính.
