不管你往什么地方看，到處都有激光的痕跡。激光束能準(zhǔn)確地進行外科手術(shù)，就像小小的粒子加速器一樣干凈利落地工作。它們能在實驗室再生太陽表面的白熱狀態(tài)。 

    還有一件事讓人意想不到，激光能把材料中的熱量逐漸排出，直至這些材料像冰凍的冥王星一樣冷。美國的科學(xué)家已經(jīng)研制出激光冷卻器的樣機，他們希望能把這些冷卻器放到衛(wèi)星上使用。近幾十年來，一種叫做多普勒冷卻的技術(shù)一直在用激光冷卻材料，利用光子使原子減速。能量從原子到光子的轉(zhuǎn)換能使原子冷卻到絕對溫度零上百萬分之一度弱。但是只是在極小的尺寸上才能作到這一點。 

    利用光使大的物體冷卻的想法是德國物理學(xué)家晉林希姆在1929年首先提出的。他的想法是當(dāng)物質(zhì)發(fā)射熒光時，它會變冷。當(dāng)分子吸收光時，它的電子就受激。這個新的狀態(tài)是不穩(wěn)定的，分子必須失去多余的能量。要作到這一點，可通過使分子發(fā)生永久性化學(xué)變化（如拆開一個鍵），或者是將分子升溫，使它和周圍環(huán)境變熱。多余的能量會以光的形式離開分子。 

    通過使熒光離開全部能量，比吸收的能量更多，冷卻便可實現(xiàn)。其方法便是對激光束中光子的能量進行挑選，以便它只被材料中那些已經(jīng)具有某種能量的分子所吸收，以首先實現(xiàn)對這些分子的“加熱”。 

    利用統(tǒng)計方法可以看到，物質(zhì)中有一小部分分子總是比其他分子溫度高。當(dāng)它們吸收光子時，它們就受激進入更高一級的能態(tài)。在有些材料中這時熒光會把分子帶到比它們原來的能級更低，即更“冷”的振動態(tài)。離開分子的光于是便比被吸收的光含有更多的能，這種情況被稱為反斯托克斯熒光。 

    在理論上普林希姆的想法很好，但是實踐起來卻困難重重。主要的難點在于要找到一種合適的熒光材料并把它固定在一個能讓所有的入射光都被吸收和讓所有的熒光都被放出的“清澈”的固體上。
 
    新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的一個研究小組首次做到了利用這種方法使一個固體冷卻。愛潑斯坦、戈斯內(nèi)爾和他們的同事使高能紅外激光在一個用鐿（Yb3+）離子“滲雜”的玻璃基質(zhì)上聚集。 

    特地選擇鐿是因為它發(fā)熒光的效率高而且電子結(jié)構(gòu)簡單，這樣被吸收的能量作為熱運動在材料里喪失的機會就少些。 

    愛潑斯坦小組在1995年對一塊火柴棍大小的玻璃作實驗時，作到了熱能的損失率是激光能量的2%，它是在氣體中用多普勒冷卻所能夠達到的效率的10，000倍。按照戈斯內(nèi)爾的的說法，他們所以獲得成功是因為玻璃基質(zhì)高度純凈，因而可以作到不會散射或吸收激光。
 
    他說：“值得慶幸的是我們現(xiàn)在制造純凈玻璃供光纖用的能力很強�！� 

    這次實驗玻璃的溫度只下降0.3℃，但當(dāng)他們用光纖代替玻璃塊，并且增加被吸收的激光量時，他們作到使試樣的溫度冷卻在16℃的溫度下。 

    在那以后，愛潑斯坦和他的同事用一對新型的鏡子形成一個空腔，用這方法將他們的技術(shù)進一步改進和相應(yīng)擴大。