Αν και το χειμώνα συχνά φαίνεται σαν το ψυχρότερο κρύο, οι θερμοκρασίες μπορούν να πέσουν πολύ χαμηλότερα. Δηλαδή, μέχρι να χτυπήσετε το απόλυτο μηδέν, αναφέρει η Sarah Kaplan στο The Washington Post . Αυτό είναι το σημείο όταν η κίνηση των ατόμων που συνθέτουν ένα αντικείμενο σταματά να κινείται - ένα ψύχος 0 Kelvin ή -459.67 Φαρενάιτ.
Οι ερευνητές προσπάθησαν εδώ και δεκαετίες να φτάσουν στο απόλυτο μηδέν, το οποίο θεωρείται αδύνατο να επιτευχθεί ποτέ. Αλλά πρόσφατα οι επιστήμονες στα Εθνικά Ινστιτούτα Προτύπων (NIST) στο Μπόλντερ, Κολοράντο, πήραν πιο κοντά από τους επιστήμονες. Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου, οι ερευνητές πιστεύουν ότι η νέα τους τεχνική μπορεί πραγματικά να τους επιτρέψει να φτάσουν σε αυτό το περίφημο σημείο.
"Τα αποτελέσματα ήταν μια πλήρη έκπληξη για τους ειδικούς στον τομέα", λέει ο José Aumentado, συν-συγγραφέας ενός εγγράφου σχετικά με την τεχνική που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature . "Είναι ένα πολύ κομψό πείραμα που σίγουρα θα έχει πολύ μεγάλο αντίκτυπο."
Αν και οι επιστήμονες έχουν φέρει προηγουμένως μεμονωμένα άτομα σε απόλυτο μηδέν και ακόμη χαμηλότερα, αυτή η τελευταία μελέτη τεκμηριώνει το πιο κρύο σύνθετο αντικείμενο μέχρι σήμερα. Οι λεπτομέρειες είναι αρκετά τεχνικές, αλλά ο Kaplan εξηγεί ότι σε μια διαδικασία που ονομάζεται πλευρική ψύξη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν λέιζερ για πάγωμα πάνω από ένα μικροσκοπικό τύμπανο από αλουμίνιο, μόλις 20 μικρά και 100 εκατοστά πάχους.
"Αυτό μπορεί να φαίνεται αντίθετο, " γράφει ο Kaplan. «Η φωτιά που χρησιμοποιείται για να φωτίζει τα πράγματα, όπως ο ήλιος, αλλά και η ψύξη πλευρικής ζώνης, η προσεκτικά βαθμονομημένη γωνία και η συχνότητα του φωτός επιτρέπει στα φωτόνια να ρίχνουν ενέργεια από τα άτομα καθώς αλληλεπιδρούν».
Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, οι ερευνητές είχαν προηγουμένως μειώσει την κίνηση του τυμπάνου σε αυτό που είναι γνωστό ως κβαντική «κατάσταση εδάφους» - που είναι μόνο το ένα τρίτο μιας κβαντικής ενέργειας. Αλλά ο Teufel είχε μια ιδέα ότι θα μπορούσε να πάρει πιο κρύο. "Το όριο του τρόπου με τον οποίο μπορείτε να φτιάξετε τα πράγματα φωτίζοντας το φως τους ήταν το εμπόδιο που εμπόδιζε τους ανθρώπους να πάρουν ψυχρότερες και ψυχρότερες", λέει ο Teufel στο Kaplan. "Η ερώτηση ήταν, είναι θεμελιώδης ή θα μπορούσαμε πραγματικά να πάρουμε πιο κρύο;"
Το τύμπανο αλουμινίου στο NIST (NIST) Αν και τα λέιζερ έχουν ψύξει το αντικείμενο, κάποιοι θόρυβοι στα λέιζερ παρείχαν μικροσκοπικά "κλωτσιά" θερμότητας, εξηγεί ο Teufel στο δελτίο τύπου. Ο Teufel και οι συνάδελφοί του "έσπρωξαν" το φως, τοποθετώντας τα μικροσκοπικά πακέτα ενέργειας στο λέιζερ πιο σφιχτά για να κρυώσουν το τύμπανο χωρίς να προσθέσουμε ενέργεια στο σύστημα. Αυτό τους επέτρεψε να ψύξουν το τύμπανο στο ένα πέμπτο του κβαντικού και πιστεύουν ότι με περαιτέρω βελτιώσεις αυτό το σύστημα θα μπορούσε να τους επιτρέψει να ψύξουν το τύμπανο στο απόλυτο μηδέν.
Τέτοιες ακραίες ψύξεις δεν είναι απλώς ένα τέχνασμα: Έχει εφαρμογές πραγματικού κόσμου, πάρα πολύ. "Όσο πιο ψυχρή μπορείτε να πάρετε το τύμπανο, τόσο καλύτερα είναι για οποιαδήποτε εφαρμογή", λέει ο Teufel στο δελτίο τύπου. "Οι αισθητήρες θα γίνουν πιο ευαίσθητοι. Μπορείτε να αποθηκεύσετε περισσότερες πληροφορίες. Εάν το χρησιμοποιούσατε σε έναν κβαντικό υπολογιστή, τότε θα υπολογίζατε χωρίς παραμόρφωση, και θα λάβατε την απάντηση που θέλετε. "
Η ψύξη του τυμπάνου θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους επιστήμονες να παρατηρήσουν μερικά από τα μυστήρια της κβαντομηχανικής από πρώτο χέρι. "Νομίζω ότι είμαστε σε μια εξαιρετικά συναρπαστική στιγμή όπου αυτή η τεχνολογία που έχουμε στη διάθεσή μας μας δίνει πρόσβαση στα πράγματα που οι άνθρωποι μιλούσαν ως πειράματα σκέψης για δεκαετίες", λέει ο Teufel στον Ian Johnston στο The Independent . «Ακριβώς τώρα τι είναι συναρπαστικό είναι ότι μπορούμε να πάμε στο εργαστήριο και να δούμε μάλιστα αυτά τα κβαντικά αποτελέσματα».
Ο Teufel λέει στον Johnston ότι η ψύξη του τυμπάνου στο απόλυτο μηδέν, στην οποία παραμένει μόνο η κβαντική ενέργεια, θα επέτρεπε στους επιστήμονες να παρατηρούν μερικές από τις πιο περίπλοκες πτυχές της κβαντικής θεωρίας. Για παράδειγμα, το τύμπανο, αν είχε κλιμακωθεί, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την τηλεμεταφορά ορατών αντικειμένων. Η έρευνα θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους ερευνητές να γεφυρώσουν το χάσμα της κατανόησης μεταξύ του σημείου στο οποίο η κβαντική φυσική, η οποία διέπει τα πολύ μικρά σωματίδια, φαίνεται να σταματά να εργάζεται και αρχίζει να αναλαμβάνει πιο κλασσική φυσική, που κυβερνά μεγάλα αντικείμενα όπως αστέρια και πλανήτες.
