به گزارش عصر ایران، دانشمندان سردترین شرایطی که تا به حال ثبت شده است را ایجاد کردند که تنها ۳۸ تریلیونیم درجه بیشتر از صفر مطلق بود.
کارشناسان دانشگاه برمن آلمان هنگام پژوهش در مورد خصوصیت های موج اتم ها، یکی از سردترین نقاط گیتی را برای چند ثانیه در ازمایشگاه ایجاد کردند.
صفر مطلق، صفر کلوین یا منفی ۴۵۹.۶۷ درجه فارنهایت( منفی ۲۷۳.۱۵ درجه سلسیوس)، نقطه ای است که در آن اتم ها هیچ انرژی نداشته و حرکت نمی کنند و این سردترین دمایی است که از نظر تئوری ممکن است به آن برسیم.
برای نزدیک شدن به این نقطه تا حد امکان، تیم پژوهشی دانشگاه برمن ابری از اتم ها را دستکاری کردند تا به جایی برسد که در یک حالت سکون مجازی قرار داشته باشد.
برای چند ثانیه این ذرات آنقدر بی حرکت بودند که دما به ۳۸ پیکوکلوین که ۳۸ تریلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق است، کاهش یافت.
به گفته تیم پژوهشی، این میتواند پیامدهای چشمگیری برای فهم مکانیک های کوانتوم داشته باشد زیرا هرچه دما سردتر باشد، ماده عجیب تر عمل می کند.
چگالش بوز- اینشتین:حالت پنجم ماده
چگالش بوز- اینشتین بعد از جامد، مایع، گاز و پلاسما بعنوان حالت پنجم ماده شناخته می شود.
این حالت از ماده در کسری بالاتر از صفر مطلق و تنها در اتم هایی که مثل بوزون ها، یکی از دو نوع ذرات بنیادی، عمل می کنند، شکل می گیرد.
زمانی که اتم های بوزونیک سرد میشوند تا یک چگالش شکل بگیرد، میتوانند فردیت خود را از دست بدهند. آن ها شبیه یک سوپراتم بهم پیوسته بزرگ رفتار می کنند.
اولین چگالش بوز- اینشتین تقریبا ۲۵ سال قبل توسط محققان دانشگاه کلرادو بولدر در آمریکا نشان داده شد.
برای دستیابی به دمای بسیار پایین، تیم آلمانی فرآیندی را توسعه دادند که دمای یک سامانه را با کند کردن ذرات تا نقطه ای که تقریبا به حالت سکون کامل نزدیک شوند، کاهش می دهد.
این دما به اندازه ای پایین است که هیچ دماسنجی با قابلیت تشخیص آن وجود ندارد، از این جهت ، اندازه گیری بر عدم حرکت جنبشی ذرات مشاهده شده استوار است.
مکانیزم مورد استفاده برای تشخیص دما میتواند ماده ای که مانند یک موج رفتار می کند را ببیند.
برای مطالعه این امواج تیم پژوهشی از یک عدسی مغناطیسی استفاده کردند که به آن ها اجازه می داد تا یک گاز کوانتومی را ایجاد کرده و از آن برای ایجاد موج متمرکز ماده ای بهره ببرند. محققان امکان کنترل این موج و حصول اطمینان از اینکه به روشی مشخص رفتار می کند را داشتند.
تیم پژوهشی دانشگاه برمن برای آزمایش خود ابری گازی متشکل از ۱۰۰ هزار اتم روبیدیوم را در یک میدان مغناطیسی در یک محفظه خلاء به دام انداختند. دمای این ابر گازی به اندازه ای خنک شد تا تبدیل به گاز کوانتومی چگالش بوز- اینشتین شود.
محققان قصد دارند در آزمایش های آینده خود حرکت ذرات را هرچه بیشتر کند کرده و به نقطه ای برسند که دمای پایین برای مدت زمان طولانی تری ادامه داشته تا امکان مطالعه با جزئیات بیشتر برای آن ها فراهم شود.
یافته های پژوهشگران آلمانی در نشریه Physical Review Letters منتشر شده است.
صفر مطلق:سردترین چیزی که هر چیزی میتواند تجربه کند
صفر مطلق یا صفر کلوین از نظر تئوری سردترین دمایی است که می توان به آن دست یافت و نقطه ای است که در آن حرکت اتم ها متوقف شده و هیچ انرژی ندارند.
این پایین ترین حد مقیاس دمایی ترمودینامیک، حالتی که در آن آنتالپی و آنتروپی گاز سرد شده به ارزش حداقلی خودشان میرسد ، محسوب می شود.
ذرات بنیادی طبیعت در این نقطه دمایی حداقل حرکت و لرزش را دارند و فقط حرکت ذره ای ناشی از انرژی نقطه صفر را حفظ می کنند.
این شرایط در مقیاس کلوین اندازه گیری می شود که صفر مطلق یا صفر کلوین است که برابر با منفی ۲۷۳.۱۵ درجه در مقیاس سلسیوس و منفی ۴۵۹.۶۷ درجه در مقیاس فارنهایت است.
بر همین اساس، نقطه جوش آب در سطح دریا روی سیاره زمین برابر با ۳۷۳.۲ کلوین است.
دانشمندان از طریق ایجاد حالت های غیرمعمول ماده مانند چگالش بوز- اینشتین، ابررسانایی و ابرشارگی به دماهایی نزدیک به صفر مطلق دست یافته اند.
- 9
- 3
