Vaizdo kreditas: NASA / JPL
NASA ir MIT tyrėjai atšaldė natrio dujas iki žemiausios kada nors užfiksuotos temperatūros - pusės milijardo laipsnio aukščiau absoliutaus nulio. Dujas reikėjo riboti magnetiniame lauke; kitaip jis priliptų prie konteinerio sienelių ir būtų neįmanoma atvėsti. Tyrėjai panaudojo panašią metodiką, kuri paskatino Nobelio fizikos premiją 2001 m., Atradus Bose-Einšteino kondensatus (kur molekulės tvarkingai juda žemoje temperatūroje).
NASA finansuojami tyrėjai Masačusetso technologijos institute (MIT) Kembridže (Masačusetsas) atšaldė natrio dujas iki žemiausios kada nors užregistruotos temperatūros, pusės milijardo laipsnio aukščiau absoliutaus nulio. Ši absoliuti temperatūra yra taškas, kuriame daugiau atvėsti neįmanoma.
Ši nauja temperatūra yra šešis kartus žemesnė nei ankstesnis rekordas ir žymi pirmą kartą, kai dujos buvo aušinamos žemiau vieno nanokelvino (viena milijardoji laipsnio dalis). Esant absoliučiam nuliui (-273? Celsijaus arba -460 ° Farenheito), visi judesiai sustoja, išskyrus mažus atominius virpesius, nes aušinimo procesas iš dalelių ištraukė visą energiją.
Tobulindami aušinimo metodus, mokslininkams pavyko priartėti prie absoliutaus nulio. „Nulipti žemiau vieno nanokelino yra kaip pirmą kartą nubėgti mylią mažiau nei keturias minutes“, - sakė dr. Wolfgangas Ketterle, MIT fizikos profesorius ir vienas iš tyrimų komandos vadovų.
„Didelės žemos temperatūros dujos gali smarkiai pagerinti tikslius matavimus, nes leidžiama naudoti geresnius atominius laikrodžius ir jutiklius, skirtus gravitacijai ir sukimui“, - sakė daktaras E. Pritchard, MIT fizikos profesorius, atominės optikos, atomo interferometrijos ir bendro komandos vadovas.
1995 m. Grupė Kolorado universiteto Boulderio mieste, Kolo ir MIT grupė, vadovaujama Ketterle'o, atomo dujas atvėsino iki mažesnio nei vieno mikrokelvino (milijono laipsnio aukščiau absoliutaus nulio). Tai darydami, jie atrado naują materijos formą - Bose'o-Einšteino kondensatą, kur dalelės žygiuoja spynomis, o ne skraido aplink. Šis atradimas buvo pripažintas 2001 m. Nobelio fizikos premija, kuria Ketterle pasidalino su savo „Boulder“ kolegomis Drs. Erikas Kornelis ir Carlas Wiemanas.
Nuo 1995 m. Lūžio daugelis grupių nuolat pasiekė nanokelvino temperatūrą; su žemiausia užregistruota temperatūra - 3 nanokelvinai. Naujas MIT grupės nustatytas rekordas yra 500 pikovinvinų arba šešis kartus mažesnis.
Esant tokiai žemai temperatūrai, atomų negalima laikyti fiziniuose induose, nes jie prilimpa prie sienų. Be to, nežinomos talpyklos negalima atvėsinti iki tokios temperatūros. Norėdami apeiti šią problemą, magnetai supa atomus, o tai apsaugo dujinį debesį jo neliečiant. Siekdami pasiekti rekordiškai žemą temperatūrą, tyrėjai išrado naują būdą, kaip apriboti atomus, kuriuos jie vadina „gravito-magnetine gaudykle“. Magnetiniai laukai veikė kartu su gravitacinėmis jėgomis, kad atomai liktų įstrigę.
Visi tyrėjai yra susiję su MIT fizikos skyriumi, Elektronikos tyrimų laboratorija ir MIT-Harvardo ultraatomų atomų centru, kuriuos finansuoja Nacionalinis mokslo fondas. Ketterle, Leanhardtas ir Pritchard'as buvo bendraautorius iš žematemperatūrio popieriaus, kurį numatoma paskelbti rugsėjo 12 d. Leidinyje „Science“. Tyrimus finansavo NASA, Nacionalinis mokslo fondas, Karinių jūrų laivybos tyrimų tarnyba ir Armijos tyrimų tarnyba.
Ketterle vykdo tyrimus pagal NASA Pagrindinės fizikos fizinių mokslų tyrimų programą, kuri yra agentūros Biologinių ir fizinių tyrimų biuro, Vašingtone dalis. NASA reaktyvinio varymo laboratorija, Pasadena, Kalifornija, Kalifornijos technologijos instituto Pasadena padalinys, valdo Pagrindinės fizikos programą.
Originalus šaltinis: NASA naujienų leidinys
