Физики создали самую низкую температуру из когда-либо зарегистрированных

Физики в Германии установили самую низкую из когда-либо зарегистрированных температур - 38 триллионных долей градуса выше абсолютного нуля. Странный эксперимент заключался в том, чтобы сбросить квантовый газ, а также включить и выключить магнитное поле, чтобы его атомы почти полностью остановились.

Абсолютный ноль, измеренный как -273,15 ° C, является самой низкой температурой из возможных по термодинамической шкале, представляющей точку, в которой нет движения атомов или тепла вообще. Однако ученым невозможно когда-либо достичь этой отметки, поскольку мы никогда не сможем удалить всю кинетическую энергию из атомов в системе.

Но ученые постоянно приближаются к этому - несколько лет назад группа из Гарварда изучала самую холодную химическую реакцию при температуре 500 нанокельвинов, или 500 миллионных долей градуса выше абсолютного нуля. А Лаборатория холодного атома на борту Международной космической станции провела эксперименты при температуре всего 100 нанокельвинов.

Но эти температуры приятны по сравнению с результатами нового исследования. Немецкая команда зафиксировала эффективную температуру всего 38 пикокельвинов, или 38 триллионных долей градуса выше абсолютного нуля.

Для этого исследователи начали с облака из 100 000 атомов рубидия, захваченных магнитным полем в вакуумной камере. Затем они охладили его, чтобы сформировать квантовый газ, называемый конденсатом Бозе-Эйнштейна (БЭК), где атомы начинают действовать по существу, как один большой атом, позволяя странным квантовым эффектам стать видимыми в макроуровне.

Однако при двух миллиардных долях градуса выше абсолютного нуля этого было недостаточно. Поэтому команда провела эксперимент в исследовательском центре Bremen Drop Tower, сбросив ловушку BEC на 120 м (393,7 фута). Во время свободного падения команда неоднократно выключала и включала магнитное поле, содержащее газ.

Когда магнитное поле выключено, газ начинает расширяться, а когда он снова включается, газ снова вынужден сжиматься. Это переключение замедляет расширение газа почти до полной остановки, а уменьшение этой молекулярной скорости эффективно снижает температуру.

Хотя в ходе эксперимента удалось достичь этой рекордной температуры только в течение двух секунд, моделирование показало, что ее можно поддерживать до 17 секунд в условиях невесомости, например, на борту спутника.