Hay dos aspectos termodinámicos para láser de refrigeración que vale la pena mencionar. La primera, como otros han señalado, tiene que ver con la frecuencia de la luz que es absorbida y emitida. En el Doppler de la refrigeración, el láser está ajustada ligeramente por debajo de la frecuencia con la que el átomo quiere absorber. Un átomo se mueve hacia el láser ve que la luz se desplaza ligeramente hacia arriba en la frecuencia, y por lo tanto más propensos a absorber lo que un átomo en reposo o se mueve fuera del laser es. Cuando absorbe la luz, también recoge el impulso asociado con la que los fotones, que se dirige frente al impulso del átomo (ya que el átomo se dirige en la dirección opuesta a la de la luz), y por lo tanto se ralentiza.
Cuando el átomo de forma espontánea emite un fotón de un corto tiempo después, volver a la tierra del estado, el fotón emitido tiene exactamente la frecuencia de resonancia de la transición atómica (en el átomo de marco). Eso significa que su frecuencia es un poco más alto (en el laboratorio de marco) que la frecuencia de la luz absorbida. Frecuencia más alta significa mayor energía, por lo que el átomo ha absorbido una baja energía de los fotones y emite una alta energía de los fotones. La diferencia de energía entre los dos tiene que venir de algún sitio, y se trata de la energía cinética del movimiento del átomo.
(Usted podría preguntarse ¿qué pasa con el impulso del fotón emitido; el proceso de emisión también se da el átomo de una patada en la dirección opuesta a la del fotón emitido la dirección. Si esto le sucede a ser exactamente la misma que la dirección del láser, la resultante de la patada envía el átomo de nuevo a la misma velocidad inicial; sin embargo, la dirección de la emisión espontánea es aleatorio, y como resultado, se tiende a calcular el promedio a lo largo de muchos repetidos de absorción-emisión de ciclos. En promedio, el átomo pierde uno de los fotones de la pena de impulso con cada ciclo, y una correspondiente cantidad de energía cinética.)
El otro aspecto, el que no pregunta, pero es que vale la pena mencionar, es el de la entropía. En la superficie, puede parecer que aunque la energía se conserva, no sería un problema de la termodinámica aquí porque el sistema se mueve de una mayor entropía (un montón de rápido movimiento de los átomos) a una menor entropía (un montón de lento movimiento de los átomos). La diferencia es realizado en la entropía del campo de luz. Inicialmente, usted tiene un solo haz monocromático de fotones, todos con la misma frecuencia, todos juntos en la misma dirección, que es de unos como de baja entropía como se pone. Después de la refrigeración, los fotones han sido esparcidos en todas direcciones diferentes, y con una gama de frecuencias, por lo que la entropía de la luz es mucho mayor, y más que compensa la disminución en la entropía de los átomos.
Esa es probablemente la manera más detalle de lo que te quería/necesitaba, pero hay que ir.
