激光可以冷却原子和分子、制备玻色-爱因斯坦凝聚态、制作光钟乃至进行量子模拟，这已经是一些实验室里的家常便饭了。激光制冷不仅实现了宇宙中前所未有的低温，而且显著地推动了精密测量技术的发展，真是了不起的技术。关于这种技术的科普文章有很多，连我这个外行也忽悠过一次。
既然激光制冷这么热门，有人就想着把它推广到原子分子以外的体系里，比如说固体或者液体，但我是不相信的，因为知道里面的难度。这两天看到个新闻，美国科学家用激光把液体冷却了20度，我觉得太不可思议了，就把文章找了出来。看完以后就放心了：没错，确实是忽悠。激光制冷固体的想法早就有了，跟冷却原子的道理是类似的：物体一边吸收光、一边发射光，只要吸收的光子能量比放出的光子能量小，物体就会自然而然地冷下去。
为了实现这个目标，原子靠的是多普勒效应，而固体靠的是声子（也就是晶格的振动）。固体吸收了光子之后，如果能够吸收一个声子、跳到更高的能级后再发射光子的话，总能量就降低了。把固体冷却了，再冷却液体就简单了。把一小片固体扔到水里，用激光来照射这块固体，等固体冷了，周围的液体当然也就冷了。新闻里讲的工作就是这么做的。
道理很简单，做起来很难。如果想要激光来冷却固体，激光就必须只做冷却这件事，其他啥事都不干。也就是说，来一个光子，固体就吸收一个，而且立刻就有一个声子来配合，把它变成能量更高的光子，然后发射出去。可惜的是，光子并非总这么友好，固体并非总这么单纯，声子也不总是这么配合。
激光冷却液体这项工作的主要结果是：波长1020nm、功率密度25MW/cm2的红外激光把YLF晶体（2%Er和10%Yb掺杂，尺寸略小于1微米）冷却到室温以下20度。这块小小的YLF晶体是悬浮在水里面的。这是不可能完成的任务，因为它违反了能量守恒定律。
我认为问题出在温度测量上。由于尺度太小了，不可能用温度计，温度是间接测量的，通过测量小颗粒在水里的布朗运动来推断的。其实，这是所有激光冷却固体工作的通病，他们采用的都是间接方法来测量温度。参考文献其实也有同样的问题，而且让人奇怪的是，那里样品的尺寸很大，好几个厘米，完全可以用温度计测量，他们说制冷功率有几十个毫瓦，可还是选择了用光谱方法来推断温度。