Исследователи побили рекорд самой низкой температуры, когда-либо измеренной в лаборатории: они достигли температуры, буквально промораживающей до костей, она составила 38 триллионных долей градуса выше -273,15 по Цельсию. То есть это в общем-то почти абсолютный ноль температур. Для этого физикам пришлось.. сбросить намагниченный газ вниз с башни высотой 120 метров. (Может, газ просто очень сильно испугался? Во всяком случае это действительно очень chilling.)
Команда немецких исследователей изучала квантовые свойства так называемого пятого состояния материи конденсата Бозе-Эйнштейна (КБЭ). Это газ, который может существовать только в ультрахолодных условиях. Квантовый мир сильно отличается от нашего "большого" мира своими свойствами. Да и законы там свои собственные. Атомы ведут себя совсем не так как мы с вами.
Чем интересен конденсат Бозе-Эйнштейна? Находясь в состоянии КБЭ, материя начинает вести себя как один большой атом, что делает её особенно привлекательной темой для квантовых физиков, интересующихся механикой субатомных частиц.
Почему физики так стремятся приблизиться к температуре абсолютного ноля и постоянно ставят рекорды? Температура - это фактически дрожание молекул: чем больше дрожит/колеблется/движется совокупность молекул, тем выше общая температура.
Абсолютный ноль - это точка, в которой останавливается все молекулярное движение - минус 459,67 градуса по Фаренгейту или минус 273,15 градуса по шкале Цельсия.
Учёные даже разработали специальную шкалу для экстремально низких температур, называемую шкалой Кельвина, где ноль по Кельвину соответствует абсолютному нулю.
Когда температура системы из ультраохлажённых атомов приближается к абсолютному нулю, начинают происходить странные вещи. Например, согласно исследованию, опубликованному в 2017 году в журнале Nature Physics, свет становится жидкостью, которую можно буквально налить в контейнер. Классно, не правда ли? Мир преобразуется радикально.
Согласно исследованию, опубликованному в 2017 году в журнале Nature Communications, переохлажденный гелий перестает испытывать трение при очень низких температурах. А в Лаборатории холодных атомов НАСА исследователи даже стали свидетелями существования атомов в двух местах одновременно.
В нынешнем рекордном эксперименте ученые засунули облако из примерно 100 000 атомов рубидия внутрь вакуумной камеры. Не без помощи магнитного поля, конечно же. Поди удержи их иначе в одном месте.
Затем физики охладили камеру до примерно 2 миллиардных долей градуса Цельсия выше абсолютного нуля, что само по себе могло бы стать новым мировым рекордом.
Но это было недостаточно холодно для исследователей, которые хотели раздвинуть границы физики. Чтобы сделать газ еще холоднее, им нужно было имитировать условия дальнего космоса.
Команда разместила свою установку на Бременской башне Европейского космического агентства, в исследовательском центре микрогравитации при Бременском университете в Германии.
Отпустив вакуумную камеру в свободное падение, быстро включив и выключив магнитное поле, позволив КБЭ плавать, не сдерживаясь гравитацией, они почти до нуля замедлили молекулярное движение атомов рубидия.
В результате температура КБЭ оставалась на уровне 38 пикокельвинов, или 38 триллионных долей Кельвина, в течение примерно 2 секунд. Таким образом был установлен новый абсолютный рекорд нищких температур.
Статья об этом исследовании вышла в журнале Physical Review Letters.
Предыдущий рекорд в 36 миллионных долей Кельвина был достигнут учеными Национального института стандартов и технологий (NIST) в Боулдере, штат Колорадо, с помощью специализированных лазеров.
Тем временем самым холодным известным естественным местом во Вселенной является туманность Бумеранг, которая находится в созвездии Центавра, примерно в 5000 световых годах от Земли. По данным Европейского космического агентства, его средняя температура составляет -272 °C (около 1 Кельвина).
Немецкие исследователи заявили, что теоретически они могут поддерживать эту температуру в течение 17 секунд в действительно невесомых условиях, например, в космосе.
Мы пишем про достижения науки, суперсовременные технологии и их внедрение, рассказываем о том, каким будет будущее. Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.
Также наши сообщества есть в Telegram, twitter, ВК, Facebook, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене.
