Avtor slike: NASA/JPL
Raziskovalci iz NASA in MIT so ohladili natrijev plin na najnižjo temperaturo, ki so jo kdaj zabeležili – pol milijarde stopinje nad absolutno ničlo. Pri absolutni ničelni temperaturi (-273 stopinj Celzija) bi se vsa molekularna gibanja popolnoma ustavila, saj je proces hlajenja iz materiala izvlekel vso energijo. Plin je bilo treba zadržati v magnetnem polju; sicer bi se prilepil na stene posode in bi se nemogoče ohladil. Raziskovalci so uporabili podobno metodologijo, ki je leta 2001 pripeljala do Nobelove nagrade za fiziko z odkritjem Bose-Einsteinovih kondenzatov (kjer se molekule urejeno premikajo skupaj pri nizkih temperaturah).
Raziskovalci, ki jih financira NASA na Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, Massachusetts, so ohladili natrijev plin na najnižjo temperaturo, ki so jo kdaj zabeležili, eno pol milijarde stopinje nad absolutno ničlo. tole absolutna temperatura je točka, kjer nadaljnje hlajenje ni možno.
Ta nova temperatura je šestkrat nižja od prejšnjega rekorda in pomeni prvič, da je bil plin ohlajen pod en nanokelvin (ena milijarda stopinje). Pri absolutni ničli (-273 ° Celzija ali -460 ° Fahrenheita) se vse gibanje ustavi, razen drobnih atomskih vibracij, saj je proces hlajenja iz delcev izvlekel vso energijo.
Z izboljšanjem metod hlajenja so se znanstveniki uspeli približati absolutni ničli. 'Če se spustiti pod en nanokelvin, je tako, kot da prvič tečeš miljo pod štirimi minutami,' je dejal dr. Wolfgang Ketterle, profesor fizike na MIT in sovodja raziskovalne skupine.
»Plini z ultra nizko temperaturo bi lahko privedli do velikih izboljšav pri natančnih meritvah, saj bi omogočili boljše atomske ure in senzorje za gravitacijo in rotacijo,« je dejal dr. David E. Pritchard, profesor fizike MIT, pionir atomske optike, atomske interferometrije in so- vodja ekipe.
Leta 1995 sta skupina na Univerzi v Koloradu, Boulder, Colo., in skupina MIT, ki jo je vodil Ketterle, ohladili atomske pline na pod en mikrokelvin (ena milijoninka nad absolutno ničlo). Pri tem so odkrili novo obliko materije, Bose-Einsteinov kondenzat, kjer delci korakajo v korakih, namesto da bi lebdeli neodvisno. Odkritje je bilo priznano z Nobelovo nagrado za fiziko leta 2001, ki jo je Ketterle delil s svojimi kolegi iz Boulderja dr. Eric Cornell in Carl Wieman.
Od preboja leta 1995 so številne skupine rutinsko dosegle temperature nanokelvina; s tremi nanokelvini kot najnižjo zabeleženo temperaturo. Novi rekord skupine MIT je 500 pikokelvinov oziroma šestkrat nižji.
Pri tako nizkih temperaturah atomov ni mogoče hraniti v fizičnih posodah, ker bi se prilepili na stene. Prav tako nobene znane posode ni mogoče ohladiti na takšne temperature. Da bi se izognili tej težavi, magneti obkrožajo atome, zaradi česar je plinasti oblak zaprt, ne da bi se ga dotaknil. Da bi dosegli rekordno nizke temperature, so raziskovalci izumili nov način omejevanja atomov, ki ga imenujejo 'gravito-magnetna past'. Magnetna polja so delovala skupaj z gravitacijskimi silami, da so atome obdržali ujete.
Vsi raziskovalci so povezani z oddelkom za fiziko MIT, Raziskovalnim laboratorijem za elektroniko in MIT-Harvard Centrom za ultrahladne atome, ki ga financira Nacionalna znanstvena fundacija. Ketterle, Leanhardt in Pritchard so bili soavtorji nizkotemperaturnega članka, ki naj bi se pojavil v številki Science 12. septembra. Raziskavo so financirali NASA, Nacionalna znanstvena fundacija, Urad za pomorske raziskave in Urad za raziskave vojske.
Ketterle izvaja raziskave v okviru Nasinega raziskovalnega programa Fundamental Physics in Physical Sciences, ki je del urada agencije za biološke in fizikalne raziskave, Washington. NASA-in laboratorij za reaktivni pogon, Pasadena, Kalifornija, oddelek Kalifornijskega inštituta za tehnologijo v Pasadeni, upravlja program Fundamental Physics.
Originalni vir: NASA-ino sporočilo za javnost
