Attēla kredīts: NASA / JPL
NASA un MIT pētnieki ir atdzesējuši nātrija gāzi līdz viszemākajai temperatūrai, kāda jebkad reģistrēta - pusmiljarda grāda virs absolūtās nulles. Gāze bija jāierobežo magnētiskajā laukā; pretējā gadījumā tas pielīp pie trauka sienām un to nav iespējams atdzist. Pētnieki izmantoja līdzīgu metodoloģiju, kuras rezultātā 2001. gadā tika iegūta Nobela fizikas balva, atklājot Bose-Einšteina kondensātus (kur molekulas sakārtotā veidā pārvietojas zemā temperatūrā).
NASA finansētie pētnieki Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā (MIT) Kembridžā (Masačūsetsā) ir atdzesējuši nātrija gāzi līdz viszemākajai temperatūrai, kāda jebkad reģistrēta, pusmiljarda grādos virs absolūtās nulles. Šī absolūtā temperatūra ir punkts, kurā vairs nav iespējama dzesēšana.
Šī jaunā temperatūra ir sešas reizes zemāka nekā iepriekšējais rekords un iezīmē pirmo reizi, kad gāze tika atdzesēta zem viena nanokelvina (viena grāda miljardā daļa). Pie absolūtās nulles (-273 ° C vai -460 ° Fārenheita) visas kustības apstājas, izņemot nelielas atomu vibrācijas, jo dzesēšanas process no daļiņām ir ieguvis visu enerģiju.
Pilnveidojot dzesēšanas metodes, zinātniekiem ir izdevies pietuvoties absolūtai nullei. “Pāriet zem viena nanokelvina ir tāpat kā pirmo reizi nobraukt jūdzi zem četrām minūtēm,” teica Dr. Volfgangs Ketterle, MIT fizikas profesors un pētniecības grupas līdzvadītājs.
"Īpaši zemas temperatūras gāzes var radīt ievērojamus uzlabojumus precizitātes mērījumos, ļaujot labākus atomu pulksteņus un sensorus smaguma un rotācijas procesam," sacīja Dr David E. Pritchard, MIT fizikas profesors, atoma optikas, atomu interferometrijas un līdztekus pionieris. komandas vadītājs.
1995. gadā grupa Kolorādo universitātē, Boulderā, Kolorādos, un MIT grupa, kuru vadīja Ketterle, atdzesēja gāzes atdzesē zem viena mikrokelvina (viena miljonā pakāpe virs absolūtās nulles). To darot, viņi atklāja jaunu matērijas veidu - Bose-Einšteina kondensātu, kurā daļiņas soļo pa slieksni, nevis patstāvīgi klīst. Atklājums tika atzīts ar 2001. gada Nobela prēmiju fizikā, kuru Ketterle dalīja ar saviem Boulder kolēģiem Drs. Ēriks Kornels un Karls Veimans.
Kopš 1995. gada izrāviena daudzas grupas regulāri ir sasniegušas nanokelvina temperatūru; ar trim nanokelviniem kā zemāko reģistrēto temperatūru. Jaunais MIT grupas uzstādītais rekords ir 500 pikolvinvu vai sešas reizes zemāks.
Tik zemā temperatūrā atomus nevar turēt fiziskos traukos, jo tie pielīp pie sienām. Arī nevienu zināmu trauku nevar atdzesēt līdz šādai temperatūrai. Lai apietu šo problēmu, magnēti ieskauj atomus, kas uztur gāzveida mākoņu norobežotu, to nepieskaroties. Lai sasniegtu rekordzemās temperatūras, pētnieki izgudroja jaunu veidu, kā ierobežot atomus, ko viņi sauc par “gravito-magnētisko slazdu”. Magnētiskie lauki darbojās kopā ar gravitācijas spēkiem, lai noturētu atomus ieslodzījumā.
Visi pētnieki ir saistīti ar MIT fizikas nodaļu, Elektronikas pētījumu laboratoriju un MIT-Hārvarda Ultracold Atomu centru, ko finansē Nacionālais zinātnes fonds. Ketterle, Leanhardt un Pritchard ir līdzautors zemas temperatūras papīram, kuru paredzēts publicēt Science septembra 12. septembra numurā. Pētījumu finansēja NASA, Nacionālais zinātnes fonds, Jūras pētniecības birojs un Armijas pētījumu birojs.
Ketterle veic pētījumus saskaņā ar NASA Fizisko pamatzinātņu pētījumu programmu, kas ir daļa no aģentūras Bioloģisko un fizisko pētījumu biroja Vašingtonā. NASA reaktīvo dzinēju laboratorija Pasadena, Kalifornijā, Kalifornijas Tehnoloģijas institūta Pasadena nodaļa, pārvalda Fiziskās pamatprogrammas.
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
