Ich meine, verlassen diese emittierten Photonen das System, ohne dass etwas anderes passiert? Können sie als Energiequelle verwendet werden, weil sie eine höhere Frequenz und damit mehr Energie haben?
In vielen Fällen können Sie lasergekühlte Atome in einem TÜV mit bloßem Auge sehen. Sie sehen aus wie ein kleiner verschwommen leuchtender Punkt in etwa der gleichen Farbe wie der Fallenlaser. Es verlassen also tatsächlich viele Photonen das System. Dieses spontan emittierte Licht ist es, was letztendlich die Entropie abtransportiert und eine Kühlung ermöglicht.
Sie könnten versuchen, diese Energie einzufangen, genauso wie Sie versuchen können, jedes emittierte Licht von jedem Objekt zu sammeln. Aber ich bin mir nicht sicher, warum man das wollen sollte. Es ist im Vergleich zu Raumlicht relativ schwach, und da es in alle Richtungen emittiert wird, wäre es schwierig, sehr viel davon zu sammeln.
Die Laserkühlung funktioniert, indem sie zB ein Ensemble von Gasatomen mit Licht bestrahlt, das etwas weniger Energie hat als ein anregbarer Übergang im Atom. Wenn die Frequenz richtig gewählt wird, ist der Übergang nur durch einen Prozess 2. Ordnung ansprechbar, der kinetische Energie aus dem Atom verbraucht.
Wenn ich Ihre Frage richtig verstanden habe, fragen Sie, was passiert, nachdem ein Atom durch diesen Prozess ein Photon absorbiert hat. Irgendwann entspannt sich das Atom und sendet ein Photon mit der Energie des Übergangs aus. Dieses Photon könnte nun das Kühlvolumen verlassen oder resorbiert werden. Das Vorhandensein alternativer, nicht strahlender Entspannungskanäle gefährdet unser Ziel, das Gas zu kühlen. Strahlungsloser Zerfall würde bedeuten, dass die Energie des Photons (zumindest teilweise) die Temperatur des Gases erhöhen würde.
Wenn kein nichtstrahlender Kanal vorhanden ist, schadet die Reabsorption nicht. Es kann andere Wechselwirkungen geben, die man sich vorstellen könnte, aber für Gase mit niedriger Dichte sind sie nicht sehr wahrscheinlich.
Damit die optische Kühlung funktioniert, müssen Sie einen Übergang finden, der nur optische Rekombinationskanäle haben sollte. Darüber hinaus müssen Sie alle anderen Mechanismen übertreffen, die Energie in Ihrem System deponieren.
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