ما می‌دانیم که دما در واقع میانگینی از انرژی جنبشی اتم‌ها یا مولکول‌های سازنده‌ی یک ماده است.
اگر یک جسم داغ است بدین معناست که انرژی جنبشی ذرات سازنده‌ی آن بالاست. ما این موضوع را در هنگام به جوش آوردن آب مشاهده می‌کنیم. در واقع با به جوش آوردن آب، ما انرژی جنبشی مولکول‌های آب را آنقدر افزایش می‌دهیم که این مولکول‌های پرانرژی، از سطح آب به بیرون پرش می‌کنند. وقتی درون حوضچه‌ی یک چشمه‌ی آب گرم می‌نشینیم، مولکول‌های پر انرژی آب با مولکول‌های کم انرژی بدن ما برخورد می‌کند و انرژی جنبشی مولکول‌های بدن ما را افزایش می‌دهد و ما احساس گرما می‌کنیم. یک شعله نیز در واقع چیزی نیست جز گازهایی که مولکول‌های آن‌ها انرژی جنبشی بسیار بالایی دارند.
حال با این ذهنیت، فرض کنید قصد داریم دمای یک مولکول را بسیار پایین آوریم یا به عبارت دیگر، می‌خواهیم انرژی جنبشی یک ظرف کوچک حاوی یک ماده را بسیار کاهش دهیم. آنقدر زیاد که به صفر مطلق یعنی منفی ۲۷۳/۱۵ درجه‌ی سانتیگراد نزدیک شویم. ما تا جایی می‌توانیم از گازهای سرد کننده استفاده کنیم، بدین صورت که گازی که انرژی جنبشی ذرات آن بسیار پایین است به ظرف ماده نزدیک کنیم تا ذرات درون ظرف ماده، انرژی خود را به این گاز سردکننده بدهند. این اتفاقی است که درون یک یخچال فریزر رخ می‌دهد. اما اگر به صفر مطلق نزدیک شویم، دیگر چنین چیزی در اختیار نداریم که دما را پایین‌تر ببریم. پس باید دستمان را دراز کنیم و مولکولی که هنوز انرژی دارد و در حال جنب و جوش است، با انگشت متوقف کنیم و به این صورت، انرژی جنبشی آن را بگیریم تا به سردترین دمای ممکن برسیم.
خب پرواضح است که انگشت ما یا هر ابزار دیگری بسیار بزرگتر از آن است که بتواند یک مولکول یا یک اتم را سرجای خود نگه دارد.
دانشمندان اما این کار را به کمک نور لیزر انجام می‌دهند. آن‌ها فوتون نور لیزر را از ۶ جهت به یک اتم در حال حرکت برخورد می‌دهند. اتم فوتون را جذب و بلافاصله آن را در جهت مخالف، پرتاب می‌کند و بدین شکل، از سرعت حرکت آن کاسته می‌شود. این شبیه این است که یک توپ بیلیارد روی میز بیلیارد در حال حرکت باشد و ناگهان، ۶ نفر از ۶ جهت هرکدام یک توپ را به سمت آن نشانه بروند: توپ متوقف می‌شود و بدین شکل، انرژی جنبشی آن یا دمای آن، کاهش یافته و به صفر مطلق نزدیک می‌شود. این روش سرد کردن به کمک لیزر، روش Doppler Cooling نامیده می‌شود.
ویلیام دانیل فیلیپ، استیون چو و کلود کوهن تانوژی، سه فیزیکدانی بودند که از بابت ابداع این روش، نوبل فیزیک ۱۹۹۷ را دریافت کردند.
آیا دستگاه لیزر سرد کننده می تواند چند ساعت بدون وقفه کار کند و یا به علت داغ شدن زمان فعالیتش محدود است؟
” بله در طراحی های خاص می تواند مدت بیشتری عمل کند.”