Кредит зображення: NASA / JPL
Дослідники NASA та MIT охолоджували натрієвий газ до найнижчої зафіксованої температури - півтора мільярда градусів вище абсолютного нуля. Газ потрібно обмежувати в магнітному полі; інакше воно буде прилипати до стінок ємності і неможливо охолонути. Дослідники застосували аналогічну методологію, яка призвела до Нобелівської премії з фізики у 2001 р. Відкриттям Бозе-Ейнштейна конденсатів (де молекули впорядковано рухаються разом при низьких температурах).
Дослідники, що фінансуються НАСА, з Массачусетського технологічного інституту (MIT), Кембридж, штат Массачусетс, охолодили натрієвий газ до найнижчої температури, яка коли-небудь зафіксована, на півтора мільярда градусів вище абсолютного нуля. Ця абсолютна температура є точкою, коли подальше охолодження неможливо.
Ця нова температура в шість разів нижча за попередній рекорд і означає перший раз охолодження газу нижче одного нанокельвіна (один мільярд градусів градуса). При абсолютному нулі (-273? Цельсія або -460? Фаренгейта) весь рух припиняється, за винятком крихітних атомних коливань, оскільки процес охолодження вилучає всю частину енергії з частинок.
Вдосконалюючи методи охолодження, вченим вдалося наблизитися до абсолютного нуля. "Підніматися нижче одного нанокельвіна - це як вперше пробігти милю нижче чотирьох хвилин", - сказав доктор Вольфганг Кеттерле, професор фізики в MIT та співголова дослідницької групи.
"Гази з наднизькою температурою можуть призвести до величезного поліпшення точності вимірювань, дозволяючи кращі атомні годинники та датчики сили тяжіння та обертання", - сказав доктор Девід Е. Притчард, професор фізики MIT, піонер в атомній оптиці, атомній інтерферометрії та спільноті. лідер команди.
У 1995 році група в університеті Колорадо, Боулдер, штат Колорада, та група MIT під керівництвом Кеттерле охолоджували атомні гази до рівня нижче одного мікрокельвіна (на мільйонний градус вище абсолютного нуля). Роблячи це, вони виявили нову форму матерії, конденсат Бозе-Ейнштейна, де частинки марширують в стопку замість того, щоб самостійно загравати. Відкриття було визнано Нобелівською премією з фізики 2001 року, яку Кеттерле поділився зі своїми колегами по Боулдеру. Ерік Корнелл та Карл Війман.
Починаючи з прориву 1995 р., Багато груп регулярно досягали температури нанокельвіна; з трьома нанокельвіном як найнижчою зареєстрованою температурою. Новий рекорд, встановлений групою MIT, на 500 пікокельвінів або в шість разів нижчий.
При таких низьких температурах атоми не можуть утримуватися у фізичних контейнерах, оскільки вони будуть прилипати до стінок. Також жоден відомий контейнер не може бути охолоджений до таких температур. Щоб обійти цю проблему, магніти оточують атоми, що утримує газоподібну хмару в обмеженому стані, не торкаючись її. Щоб досягти рекордно низьких температур, дослідники винайшли новий спосіб обмеження атомів, який вони називають «гравіто-магнітною пасткою». Магнітні поля діяли разом з гравітаційними силами, щоб утримати атоми в пастці.
Усі дослідники пов'язані з фізичним відділом MIT, Науково-дослідною лабораторією електроніки та Центром ультрахолодних атомів MIT-Гарвард, що фінансується Національним науковим фондом. Кеттерле, Лінхардт і Притчард є співавторами документа про низькотемпературні роботи, який планується вийти у випуску Science 12 вересня. NASA, Національний науковий фонд, Управління військово-морських досліджень та Управління армійських досліджень фінансували дослідження.
Кеттерле проводить дослідження в рамках програми НАСА «Фундаментальна фізика в галузі фізичних наук», що є частиною Управління біологічних і фізичних досліджень агентства, Вашингтон. Лабораторія реактивного руху НАСА, Пасадена, Каліфорнія, підрозділ Каліфорнійського технологічного інституту, Пасадена, керує програмою фундаментальної фізики.
Оригінальне джерело: NASA News Release
