Przekroczono kwantowy limit zimna

Grupa fizyków pracujących w National Institute of Standards and Technology w Boulder, w stanie Kolorado, przesunęła właśnie kolejną z granic. Udało im się schłodzić maleńki mechaniczny obiekt do temperatury, jaka jeszcze do niedawna była uznawana za niemożliwą.

Używając zupełnie nowej techniki naukowcy ci schłodzili mikroskopijny, stworzony z wibrującej aluminiowej folii bębenek do temperatury 60 mikrokelwinów - a więc niższej niż gdziekolwiek we wszechświecie w warunkach naturalnych, 10 tysięcy razy niższej od temperatury kosmicznej próżni. Tym samym udało im się pokonać granicę, która uważana była za kwantowy limit.

Choć i tak absolutnego rekordu nie udało się, i raczej nie uda się nigdy pobić, bo ten należy do bardzo specyficznej materii - kondensatu Bosego-Einsteina (BEC), który określany jest czasem mianem piątego stanu skupienia, i w którym (w bardzo dużym uproszczeniu) cząstki wchodzą w kwantowy stan, w którym zachowują się jakby były jedną cząstką. BEC udało się wcześniej schłodzić do temperatury 500 pikokelwinów (a granica ta ma być jeszcze przesunięta w Cold Atom Laboratory - "kosmicznej" lodówce, która trafi na pokład Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w czerwcu bieżącego roku; naukowcy liczą, że tam uda się osiągnąć około 100 pikokelwinów).

Normalnie do takiego ekstremalnego chłodzenia używane były lasery, które zatrzymują wibracje atomów - problem jednak był w tym, że sam laser nieco ogrzewał schładzaną próbkę. Nowa technika polega na użyciu światła w tzw. stanie ściśniętym - w jednym z wymiarów jego fotony są dużo bardziej uporządkowane, a im lepiej zorganizowane światło, tym lepszy efekt chłodzenia.

A to nie koniec, bo naukowcy liczą, że z tą techniką powinno udać się osiągnąć nawet zero bezwzględne. Warto mieć te badania na celowniku, bo lepsze chłodzenie to nie tylko odblokowany potencjał dla fizyków i innych badaczy, ale także otwarte nowe furtki na przykład w elektronice.

Źródło: , Zdj.: CC0