Ученые побили рекорд холодной температуры, когда-либо зарегистрированной в лаборатории

Ученые только что побили рекорд самой холодной температуры, когда-либо измеренной в лаборатории: они достигли температуры охлаждения костей 38 триллионных долей градуса выше -273,15 по Цельсию, сбросив намагниченный газ на 393 фута (120 метров) вниз с башни.

Команда немецких исследователей изучала квантовые свойства так называемого пятого состояния материи: конденсата Бозе-Эйнштейна (БЭК), производного газа, существующего только в ультрахолодных условиях. Находясь в фазе BEC, сама материя начинает вести себя как один большой атом, что делает ее особенно привлекательной темой для квантовых физиков, интересующихся механикой субатомных частиц.

Температура является мерой молекулярной вибрации: чем больше движется совокупность молекул, тем выше общая температура. Таким образом, абсолютный ноль — это точка, в которой останавливается все молекулярное движение — минус 459,67 градуса по Фаренгейту или минус 273,15 градуса Цельсия.

Ученые даже разработали специальную шкалу для чрезвычайно низких температур, называемую шкалой Кельвина, где ноль Кельвина соответствует абсолютному нулю. . Приближаясь 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.

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 этом рекордном эксперименте ученые захватили облако из примерно 100 000 атомов газообразного рубидия в магнитном поле внутри вакуумной камеры. Затем они охладили камеру до уровня примерно 2 миллиардных градуса Цельсия выше абсолютного нуля, что, по данным NewAtlas, само по себе было бы мировым рекордом.

Но это было недостаточно холодно для исследователей, которые хотели раздвинуть границы физики; чтобы стать еще холоднее, им нужно было имитировать условия дальнего космоса. Таким образом, команда разместила свою установку на Бременской башне Европейского космического агентства, исследовательском центре микрогравитации при Бременском университете в Германии.

Опустив вакуумную камеру в свободное падение, быстро включив и выключив магнитное поле, позволив БЭК плавать, не сдерживаясь гравитацией, они почти до нуля замедлили молекулярное движение атомов рубидия. В результате BEC оставалась на уровне 38 пикокельвинов — 38 триллионных долей Кельвина — в течение примерно 2 секунд, установив «абсолютный минус рекорд», сообщила 30 августа группа 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. 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). ] Исследователи нового исследования заявили, что теоретически они могут поддерживать эту температуру в течение 17 секунд в действительно невесомых условиях, например, в космосе.

По мнению исследователей из Массачусетского технологического института, в один прекрасный день сверхнизкие температуры могут помочь ученым создать более совершенные квантовые компьютеры.