“回顧了一遍熱的成因後，我們就能繼續下一步了，如何有效地冷卻？很簡單，把微觀粒子的運動速度降下來。生活中，降溫的方法很多很多，然而，要想得到全宇宙最低的溫度，就必須使用雷射！正常的室溫條件下，空氣中大氣分子的運動速度高達每秒幾百米，這跟某些槍的初速差不多。即使溫度低到零下270℃，也會有一部分微觀粒子的速度達到每秒幾十米。因此，要讓分子原子的運動速度大大降低，着實不是一件容易的事。
原子、分子那麼小，你要讓它們的速度降下來，不可能用一些粗暴的辦法，因爲它們太小了，一個好辦法是，用一些更小的粒子去‘撞擊’抵消它們的速度，這就類似於，一輛迎面而來的小車，它處在自由滑行的狀態，爲了降低它的速度，你可以不斷地向它扔石頭，每砸一次，小車的速度降低一些，直到降低到我們想要的速度。
那麼，用什麼來“撞擊”分子或者原子呢？最適合的莫過於光子了。我們都知道，光子會產生一種壓力，這就是光壓。科幻中或者設想中的太陽帆就是利用無數的光子作爲推力的。”
說到這裡，底下的機靈鬼朱蒂文老同學舉手提問了：“說得輕巧，但是你知道嗎？分子的運動是無規則的，有的迎面向你運動，這好辦，有的卻是同向運動，你把光子扔過去，遇到迎面的分子，這自然能降低它們的速度，但是，如果分子的運動方向跟光子相同，你豈不是又增加了分子的運動速度？這麼一搞下來，等於是做無用功。”
葉華點頭笑道：“這個疑問非常有道理，這也是無數人在理解雷射冷卻時必然會遇到的一個問題。要度過這道坎，咱們得從原子的能級說起，原子就是原子核加上原子核外面的衆多電子。而電子在原子核外面的排布是分極的。舉個不準確但是非常形象的比喻就是，原子核就是太陽，電子就是行星。跟太陽系所不同的是，電子只能從這個軌道躍遷到另一個軌道，絕不會待在兩個軌道之間的某一個位置。也就是說，如果地球是一個電子，那麼，它要麼獲得能量後，躍遷到火星的軌道，或者失去能量，降到金星的軌道，決不能處在地球軌道和火星軌道的中間。
就像一棟電梯樓，有的電子處在第一層，它的能量最低，此時我們稱爲基態，有的電子處在第二層，有的處在第三層……顯然，電子要想從第1層躍遷到第2層時必須要獲得能量：比如捕獲某個光子，這個光子的能量恰好等於第1層和第2層之間的能量差。而電子從第3層躍遷到第2層時，顯然電子的能量值就降低了，但是能量不能憑空消失，所以，電子減少的那一部分能量會作爲一個光子發射出去，而這個光子的能量恰好等於第3層和第2層之間的能量差......
上文中，咱們已經知道，朝原子發射光子，就能讓迎面而來的原子速度降低，然而，難點是，原子的運動方向如果跟光子相同，就會加快原子的運動速度。不過，在回顧了上文中原子的能級後，我們已經明白：不是所有的光子，原子都能吸收！
底下的朱蒂文同學越聽越興奮：“既然這樣，可不可以讓迎面而來的原子吸收我們發射的光子，而同向而去的原子不吸收？”
葉華微微一笑，“當然可以了，根據什麼呢？多普勒效應。我們知道，迎面而來的火車，其聲尖銳，因爲火車發出的聲波跟火車一個方向，聲波被‘擠壓’，頻率升高了；同理，逐漸遠去的火車，其聲音的音調變低，因爲聲波被‘拉伸’，頻率降低。光既是粒子也是電磁波，如果光是迎面而來，那麼被壓縮，光的頻率就會升高，如果光是遠離而去，光的頻率就會降低。
頻率決定了光的能量，比如紫外線的頻率比紅光的高，所以紫外線能量能紅光的高。而剛纔我們說了，原子只能吸收固定的能量，換句話說，原子只能吸收某種頻率的光子，這個頻率就是原子的固有頻率。
接下來，就好辦了。當我們要想冷卻某種原子的時候，發射一束頻率比該原子固有頻率稍低的光子，此時，對於迎面而來的原子來說，這束光子的頻率會升高，高到恰好等於該原子的固有頻率，於是被吸收，然後被減速。而對於運動同向的原子呢，這束光的頻率會降低，就不能吸收了。這，就是雷射冷卻和俘獲原子的方法原子的原理！”。
隨後，葉華開啓蘋果電腦，用PPT介紹了一套簡易的用Rb原子冷卻和俘獲的實驗裝置。採用注入鎖定技術，獲得了波長爲780 nm （單頻，頻率波動<2 MHz，頻率調諧範圍4.5 GHz）、輸出功率爲60 mW的冷卻光.通過在飽和吸收上加磁場的方法，實現了冷卻光的偏頻（10 MHz）負失諧鎖定;採用磁光阱系統，實現了原子的冷卻和俘獲。
“呃？”
“這什麼意思？”
“葉華這話是……”
大家都一愣一愣了。
看着葉華在投影機上列出的各項數據，朱蒂文臉一沉，“他真的找到方法捕獲單體粒子了？而且方法是如此簡單！他竟然一語道破，直接捅破那層窗戶紙了。”
基於原子冷卻與俘獲的單原子製備及其量子調控，會促進人類對量子力學本質及物質運動狀態的更深入、更徹底的瞭解，不僅是對現有科學技術的一種挑戰和超越，而且已成爲量子光學和冷原子物理領域的一個交叉熱點。
露絲也眉角跳了跳，不過還是掛着雍容的表情，沒有說話。
“雷射懆控的單原子與單原子陣列將爲量子資訊處理與量子模擬提供獨特的物理平臺。單原子與原子晶片技術結合，將會使原子這個單純而且理想的量子體系良好的量子擴展狌與晶片的經典擴展狌結合起來，可能形成一種有前景的新一代量子計算機晶片級處理器。光阱中的原子體系是對如赫巴德模型等進行量子模擬的理想體系，相互作用可控的單原子陣列不僅對多比特量子計算重要，也是量子模擬研究十分期待的。單體、兩體再到三體（少體）物理，單原子動力學，量子體系的經典對應，人工光合作用優化，表面卡西米爾效應力的精密測量、量子關聯測量等，都可成爲單原子用武之地。”
現在科技城的計算機晶片已經走在世界前列，莫非就是這個量子計算機晶片？
很多人一聽這個概念就覺得不明覺厲，高大上。