Na skok k absolútnej nule: Fyzici vytvorili prostredie s najnižšou nameranou teplotou v histórii
Vedci sa v novom pokuse priblížili nebezpečne blízko k absolútnej nule!
Pokus nemeckých vedcov viedol k fascinujúcemu výsledku – tamojším fyzikom sa podarilo vytvoriť najnižšiu teplotu, aká bola kedy zaznamenaná. Táto hodnota je 38-trilióntiny stupňa nad absolútnou nulou, píše portál New Atlas.
Absolútna nula je označenie teploty, pri ktorej dosiahne entropia systému minimálne hodnoty. Všeobecne je definovaná ako 0 Kelvinov, alebo -273,15 °C. Podľa termodynamických zákonov nie je možné absolútnu nulu nikdy dosiahnuť, no možno sa ku nej veľmi blízko priblížiť. Tak, ako to v nedávnej štúdii dokázali nemeckí fyzici.
Absolútna nula znamená, že sa všetok molekulárny pohyb úplne zastaví. V takomto prostredí sa zároveň môže vytvoriť perfektný kryštál.
Vo zvláštnom experimente použili kvantový plyn a prepínali magnetické pole, aby takmer úplne zastavili atómy. Extrémne nízke teploty sa skúmali aj v rôznych iných štúdiách, no nikdy sa im nepodarilo dosiahnuť výsledku, aký sa podarilo týmto fyzikom. Najnižšia teplota, akú sa podarilo v minulosti dosiahnuť vola 100 nanoKelvinov, 100-milióntin stupňa nad absolútnou nulou.
Aby sa pokus podaril, výskumníci začali s oblakom, pozostávajúcim zo 100-tisíc atómov rubídia, ktoré sa nachádzali uväznené v magnetickom poli, vo vákuovej komore. Túto štruktúru následne ochladili kvantovým plynom, ktorý sa nazýva Bose-Einsteinov Kondenzát. To spôsobili, že sa stotisíc atómov začalo správať ako jeden veľký atóm.
Neprehliadnite
Zvláštne správanie atómov
Následkom toho sa začali prejavovať zvláštne kvantové efekty, ktoré začali byť viditeľné aj na makro škále. Prvotný pokus sa dostal na hodnotu dvoch miliardtin stupňa nad absolútnou nulou, no ani to nestačilo. Tím vedcov spustil experiment ešte raz, no tentokrát spustili Bose-Einsteinov kondenzát z výšky 120 metrov. Počas voľného pádu vedci striedavo zapínali a vypínali magnetické pole, v ktorom sa nachádzal plyn.
Keď je magnetické pole vypnuté, plyn sa začne rozpínať, no keď ho opäť zapnú, plyn sa stiahne späť. Prepínanie magnetického poľa dokázalo expanziu tohto plynu takmer úplne zastaviť. Keď sa vedcom podarilo znížiť molekulárnu rýchlosť oblaku, efektívne znížili aj teploty.
Ide o prelomový experiment, no vedci priznávajú, že sa im stav najnižšej nameranej teploty, podarilo udržať len po dobu dvoch sekúnd. Napriek tomu sú optimistickí a tvrdia, že simulácie poukazujú na to, že tento stav môže fungovať dlhšie. Ak sú podmienky správne, najnižšiu teplotu vo vesmíre by dokázali vedci udržať až na 17 sekúnd.
Touto podmienkou je, že sa experiment musí odohrávať v stave beztiaže, čiže najlepšie vo vesmíre, na palube nejakého satelitu. Pokusy s nízkou teplotou majú svoj význam. Práve vďaka nim mohli vedci odhaliť tú najchladnejšiu chemickú reakciu vo vesmíre. Pri jednom z podobných pokusov vedci pozorovali, ako si dve molekuly vymenili svoje atómy.
Komentáre