כולנו ידענו תמיד שלייזרים זה מגניב. עכשיו, מדענים מאוניברסיטת קופנהאגן מוכיחים לנו עד כמה זה נכון
ללייזרים יש מגוון רחב במיוחד של שימושים חשובים ומדליקים – החל משיסוי כלבים במבושיהם של חבריך, דרך ניתוחי עיניים וכלה ביירוט טילים.
כעת אפשר להוסיף עוד סעיף חדש ומפתיע במיוחד לרשימה היתרונות הארוכה של הלייזרים – קירור מוליכים למחצה. כן כן, שמעתם נכון – קירור, ולא סתם קירור, אלא מאסיבי במיוחד.
קבוצת מדענים מהמכון על שם נילס בוהר (פיזיקאי יהודי מדנמרק זוכה פרס נובל, סתם לידע כללי) שבאוניברסיטת קופנהאגן גילתה כי הארתה של ננו-ממברנה גבישית העשויה מהחומר המוליך למחצה גליום ארסניד (Gallium Arsenide) בידי לייזר, בתא וואקום ותוך שימוש במראות, מאפשרת ליצור מהוד (resonator) אופטי ייחודי שנשלט על ידי הלייזר ומסוגל במצב מסויים להביא לקירורה של הממברנה לכדי טמפרטורה קיצונית של 269- מעלות צלסיוס, קרוב לנקודת האפס המוחלט.
למקרה שתהיתם, אכן מדובר בפרדוקס המושלם – חימומה של הממברנה בצורה מסויימת מאוד על ידי הלייזר מביאה למעשה לקירורה. מי אמר שפיזיקה זה משעמם?
| הננו-ממברנה שיצרו המדענים | "הלייזר המקפיא" בפעולה |
המדענים המוכשרים הצליחו להדגים את התופעה המדהימה על גבי ננו-ממברנה בעובי של 160 ננומטר המשתרעת על פני שטח של מילימטר רבוע, אותו הם מגדירים כ"חסר תקדים" עבור עולם המכניקה הקוונטית.
עד עתה נעשו מספר ניסויים שהוכיחו כי ניתן לקרר גז על ידי לייזר, אך הגילוי החדש ללא ספק מהווה פריצת דרך נוספת ומוכיח שניתן ליישם את הקונספט גם על מנת לקרר חומרים מוצקים, ואפילו כאלו בגודל מאקרוסקופי.
כפי שודאי הבחנתם, מדובר בגילוי ראשון מסוגו אשר לא ברור מתי (ואם בכלל) נראה אותו מיושם באופן מסחרי, אם כי המדענים כמובן אופטימיים ומאמינים ש"קירור הלייזר" יוכל לשמש לקירורם של מחשבים קוונטיים (אשר נחשבים כבר שנים לעתיד עולם המחשבים כולו), וכמו כן יאפשר ליצור דור חדש של חיישנים טובים, מדוייקים וזולים יותר.
כל זה נשמע מעניין מאוד, אך אנחנו בכל זאת מקווים שביום מן הימים ימצא מישהו דרך ליישם את טכנולוגיית הקירור פורצת הדרך גם על השבבים האלקטרוניים ה"רגילים" – ויביא לעידן חדש בתחום, בו לא נצטרך לדאוג יותר בכל נוגע לפליטת החום של הרכיבים הטכנולוגיים שסובבים אותנו והפכו כבר מזמן לחלק בלתי נפרד מחיינו.
אנרגיה
השאלה האמיתית היא כמה אנרגיה הושקעה בקירור.כי יכול להיות שכמות האנרגיה המושקעת גדולה בטירוף ולא כדאית מבחינה כלכלית.
היה מעניין יותר
היה מעניין יותר אם גם הייתם נותנים הסבר קצר(או לינק להסבר) על איך הלייזר מקרר, כי עד היום השתמשו בו לחימום…
בכל מקרה, תמיד טוב לדעת על עוד דבר חדש.
תגובה
א. אם נקרר את המעבד הביתי שלנו לטמפרטורה כזו הוא יפסיק לעבוד, והטרנסיזטורים שלו יפסיקו להיות טרנזיסטורים, הוא צריך רמת טמפרטורה הרבה יותר גבוהה.
ב. (לבחור ששאל) מחשבים קוונטים אולי לא "פולטים יותר חום" אבל הרכיבים שמראים פוטנציאל לשימושים במיחשוב קוונטי פועלים כיום בעיקר בטמפרטורות מאוד מאוד נמוכות בהן, במילים פשוטות, הטמפרטורה פחות מפריעה לשאר הפיסיקה לתפקד.
נראה לי, שהלייזר פועל על החומר כמו גלי מיקרוגל. . .
אבל הפוך. במקום להזיז את המולקולות, הוא עוצר אותן וכך נוצר הקירור.
כנראה אלומת הליזר ב"תדר" מסוים משפיעה על הכוחות הבין מולקולאריים שיש באותו החומר, ו"משתיקה" אותם.
לפי חוק שימור האנרגיה
החום של הלייזר + החום של המחשב לא סתם נעלמים. מה קורה להם?