Хотя зима в этом году тёплая, но многие любят холод. И это не только любящие купаться в проруби моржи и производители холодильников, но и австрийские учёные из Университета Вены, которые смогли рекордно охладить наночастицу из стекла.
Как только вы переходите в масштаб очень малых частиц, тепло и движение оказываются взаимосвязанными: чем быстрее движется частица, тем она горячее. Таким образом, чтобы охладить маленькую частицу, вы должны её остановить. Поскольку правила квантовой механики намекают, что вы никогда не можете абсолютно точно знать, как быстро движется частица, то существует и предел того, насколько холодной может она быть. Такое состояние частицы с наименьшей энергией и называется основным состоянием частицы.
Для охлаждения стеклянной частицы диаметром 150 нанометров до её основного состояния австрийские учёные использовали лазер. Лазер левитирует частицу, используя эффект, называемый оптическим захватом, при котором свет взаимодействует с частицей, удерживая её на месте (на картинке стеклянная наночастица посередине). Зеркала по обе стороны от частицы заставляют свет накладываться, что приводит к его интерференции.
Согласно квантовой механике, такая интерференция света может происходить только на определенных частотах. Именно это позволило исследователям подобрать свет, падающий на наночастицу, с такой частотой, что при колебании частицы взад и вперед, некоторые частоты света ускоряют её, передавая небольшое количество энергии, в то время как другие замедляют её, забирая энергию.
Если использовать только частоты, которые замедляют частицу, то она будет охлаждаться, пока не достигнет основного состояния. В эксперименте команды из Австрии это произошло при температуре 0,000012 Кельвина (около -273°C), что всего лишь на долю градуса выше абсолютного нуля – минимально возможной температуры.
Подобные методы охлаждения раньше использовали для охлаждения газов, но впервые для твердых частиц. Такая техника может быть использована в квантовых компьютерах, в которых реализуются пространственная суперпозиция – квантовое состояние, когда твердый объект может быть в двух местах одновременно.
Так что помни, достичь абсолютного нуля также невозможно (хотя стремиться к этому можно), как нельзя укусить локоть или слушать песни Алишера Тагировича Моргенштерна.
Инфа отсюда.
