關於極光降溫的原理，我還沒有聽專家說過。不過，我正研究，且研究出了很靠譜的結果，分享給大家。

極光是高密度光子束，具有隔離其它弱光子或弱電磁波透過的特點，特別是高頻率極光對低頻率光子或電磁波的隔離效果更佳。科學實驗上已用極光井捕獲過單個原子並使之穩定在指定位置，還能使之接近不振動的絕對零度。所謂絕對零度就是原子不振動，要達到這一效果，就要求一不與其它原子碰撞，二不被周圍同頻率光子或電磁波作用。我們知道，同頻率振動會發生共振，所以也要求極光頻率遠遠高於原子固有振動頻率。如果極光頻繁低於原子固有頻率，那麼極光就沒有隔離其它高頻率光子或電磁波的透過，也不可能使原子溫度降到接近絕對零度。這裡還得說下什麼是溫度，溫度就是原子振動幅度大小的度量。運動的原子與其溫度無關。總結關鍵點：高頻極光能夠阻擋低頻光子或電磁波作用於固有低頻振動頻率的原子！歡迎大家指點評論！

這個問題需要首先理解好溫度。組成物質的分子、原子、離子都在做無規則的熱運動，溫度能夠反映分子（原子、分子、離子在這裡可統稱為分子）無規則熱運動的劇烈程度。溫度越高無規則熱運動就越劇烈，分子熱運動的平均動能或平均速率就越大；溫度越低分子熱運動的平均動能就越小，平均速率也就越小。

給物體降溫，從微觀上看就是將分子熱運動的平均速率變小。

鐳射中含有大量頻率幾乎一致的光子，光子具有動量，光子迎頭撞擊到原子上如果被原子吸收掉，原子的動量就會減小，這就意味著原子的速率變小了，這樣就實現了給物體降溫。

真正操作的時候還涉及到其他知識。原子的熱運動是無規則的，向哪個方向運動的都有，如果光子和原子迎頭相撞，光子被吸收後原子的動量會減小，若是光子從後面撞擊到原子呢？會不會原子的動量變大？

這是不會的，這裡又涉及到兩個概念：多普勒效應、光子的躍遷及吸收。

先看躍遷和吸收，以最簡單的氫原子為例，電子由高能級躍遷至低能級時會釋放出特定頻率的光子，光子的頻率ν由兩個能級之差決定，表示式為hν=ΔE，h為普朗克常量，E為兩能級能量之差。相反，如果電子由低能級躍遷至高能級，也只能吸收那特定頻率的光子，頻率稍稍差一點也不能被吸收。

再看一下多普勒效應，光又是一種電磁波，電磁波具有多普勒效應。如果遠離發光體，電磁波會發生紅移，頻率會降低；反之靠近發光體會出現藍移現象，頻率就會升高。

原子在做無規則的熱運動，在原子微小的世界裡也有多普勒效應。一束鐳射照過來，如果原子迎著鐳射運動，鐳射的頻率就會升高；如果原子順著鐳射的方向運動，鐳射的頻率就會降低。頻率變了，原子就有可能不會吸收那個光子。在實際操作中，如果原子能夠吸收頻率為ν的光子，就要選用頻率比ν稍稍低一點的鐳射照射原子，這樣原子若是和鐳射迎頭撞來，鐳射的頻率就有可能升到ν，恰好被原子吸收掉，進而使得原子的速率降低。向其他方向運動的原子則不會吸收到光子。

只要光子能夠不斷的被原子吸收，就意味著原子的動量會不斷的減小，最後甚至能夠將原子冷卻到比絕對零度高千分之一K的溫度。這種冷卻方法叫做多普勒冷卻。

電子只吸收和釋放特定頻率（能量）的光子才會在基態躍遷到激發態（反之亦然），對於其它光子是鳥都不鳥的。理想狀態（其實就是那個不可能做到的絕對零度，當然如果考慮量子振動絕對零度也不是最理想的狀態）鐳射確實不能製冷。

問題就在於環境其實沒這麼理想，同一溫度下分子團裡面每顆分子的動能勢能都是正態分佈的，並非絕對一致。這時候電子吸收與釋放的光子的“特定頻率”的取值範圍就會稍微擴大了一點點。

假如本來吸收和釋放10，可以使得電子躍遷。直接給個666肯定不會被吸收。但是我特意給它一個9.999999頻率的光進去，這團分子的部分使用者還是會吸收了。但是激發態是不穩定的，過一會兒會自動發出光芒，逃了一個10出來。然後分子很小，這樣的交換速率非常快，這樣分子團的能量就逐步都以光的形式帶出來了。

但是隨著溫度不斷降低，到了0.00001K的時候，狀態就太理想了，鐳射製冷就到極限了。