Obrazový kredit: NASA / JPL
Vedci z NASA a MIT ochladili sodíkový plyn na najnižšiu zaznamenanú teplotu - pol miliardy biliónov stupňov nad absolútnou nulou. Plyn sa musel zachytávať v magnetickom poli; v opačnom prípade by sa prilepilo na steny nádoby a nebolo by možné vychladnúť. Vedci použili podobnú metodológiu, ktorá v roku 2001 viedla k udeleniu Nobelovej ceny za fyziku, keď objavil Bose-Einsteinove condesates (kde sa molekuly pohybujú spolu pri nízkych teplotách usporiadaným spôsobom).
Vedci financovaní NASA na Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, Massachusetts, ochladili sodíkový plyn na najnižšiu zaznamenanú teplotu, jednu pol miliardu-tinu stupňa nad absolútnu nulu. Táto absolútna teplota je bod, kde nie je možné ďalšie chladenie.
Táto nová teplota je šesťkrát nižšia ako v predchádzajúcom zázname a označuje sa prvýkrát, keď sa plyn ochladil pod jeden nanokelvin (jedna miliardtina stupňa). V absolútnej nule (-273 ° C alebo -460 ° Fahrenheita) sa všetok pohyb zastaví, s výnimkou malých atómových vibrácií, pretože proces chladenia extrahoval všetku energiu z častíc.
Zlepšením metód chladenia sa vedcom podarilo priblížiť sa k absolútnej nule. „Chodiť pod jeden nanokelvin je ako prvý beh po míle pod štyri minúty,“ povedal Dr. Wolfgang Ketterle, profesor fyziky na MIT a spoluriešiteľ výskumného tímu.
„Plyny s veľmi nízkou teplotou by mohli viesť k veľkým zlepšeniam v presných meraniach tým, že by umožnili lepšie atómové hodiny a senzory pre gravitáciu a rotáciu,“ povedal Dr. David E. Pritchard, profesor fyziky MIT, priekopník v atómovej optike, atómovej interferometrii a ko- vedúci tímu.
V roku 1995 skupina na University of Colorado, Boulder, Colo. A skupina MIT vedená Ketterlom ochladili atómové plyny pod jeden mikrokelvin (jeden milióntina stupňa nad absolútnou nulou). Pri tom objavili novú formu hmoty, Bose-Einsteinov kondenzát, kde častice pochodujú v zamykaní namiesto toho, aby sa pohybovali nezávisle. Tento objav bol ocenený Nobelovou cenou za fyziku za rok 2001, ktorú Ketterle zdieľal so svojimi kolegami z Bouldera Drs. Eric Cornell a Carl Wieman.
Od prielomu v roku 1995 mnoho skupín bežne dosahovalo teploty nanokelvínov; s tromi nanokelvinmi ako najnižšou zaznamenanou teplotou. Nový rekord stanovený skupinou MIT je 500 pikoliniek alebo šesťkrát nižší.
Pri takýchto nízkych teplotách nemôžu byť atómy držané vo fyzických nádobách, pretože by sa prilepili na steny. Na tieto teploty sa tiež nemôže ochladiť žiadny známy kontajner. Aby sa tento problém obišiel, obklopujú atómy magnety, ktoré udržujú plynný oblak obmedzený bez toho, aby sa ho dotýkali. Na dosiahnutie rekordne nízkych teplôt vedci vynašli nový spôsob obmedzenia atómov, ktorý nazývajú „gravito-magnetický pasca“. Magnetické polia pôsobili spolu s gravitačnými silami, aby udržali atómy v pasci.
Všetci vedci sú pridružení k fyzickému oddeleniu MIT, výskumnému laboratóriu elektroniky a MIT-Harvardskému centru pre ultracoldové atómy, ktoré financuje Národná vedecká nadácia. Ketterle, Leanhardt a Pritchard boli spoluautormi dokumentu o nízkej teplote, ktorý sa má objaviť v 12. vydaní časopisu Science. Výskum financoval NASA, Národná vedecká nadácia, Úrad pre námorný výskum a Úrad pre výskum armády.
Ketterle vykonáva výskum v rámci výskumného programu Základná fyzika vo fyzických vedách agentúry NASA, ktorý je súčasťou úradu pre biologický a fyzikálny výskum agentúry Washington. Laboratórium propulzného laboratória NASA v Pasadene v Kalifornii, divízia Kalifornského technologického inštitútu v Pasadene, spravuje program Fundamentálna fyzika.
Pôvodný zdroj: NASA News Release
