Ερευνητές του ΜΙΤ προσεγγίζουν το απόλυτο μηδέν

36

Τη χαμηλότερη θερμοκρασία που έχει καταγραφεί ποτέ πέτυχαν ερευνητές του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης. Έψυξαν άτομα νατρίου σε θερμοκρασία μισού δισεκατομμυριοστού του βαθμού Κελσίου πάνω από το απόλυτο μηδέν. H ομάδα του βραβευμένου με Νόμπελ Βόλφγκανγκ Κέτερλε αναφέρει στο περιοδικό Science ότι κατέβασε το ρεκόρ χαμηλής θερμοκρασίας από τα τρία nanokelvin στα 500 picokelvin.

«Το να ξεπεράσουμε το ένα nanokelvin είναι σαν να τρέξει κάποιος ένα μίλι σε κάτω από τέσσερα λεπτά για πρώτη φορά» σχολιάζει ο καθηγητής Φυσικής στο EurekAlert.org.

O βαθμός Κέλβιν αντιστοιχεί στην ίδια θερμοκρασιακή μεταβολή με τον βαθμό Κελσίου. Στην κλίμακα Κέλβιν, όμως, η αρίθμηση δεν ξεκινά από το σημείο πήξης του νερού, αλλά από το απόλυτο μηδέν -ακριβώς -273 βαθμοί Κελσίου.

Σε τόσο χαμηλές θερμοκρασίες αρχίζουν να συμβαίνουν παράξενα φαινόμενα. Στα 500 picokelvin, τα άτομα χρειάζονται ένα λεπτό για να καλύψουν απόσταση πέντε εκατοστών.

Η ύλη αρχίζει να συμπεριφέρεται ως υπερρευστό, ή κβαντικό ρευστό, και θεωρητικά αλληλεπιδρά με διαφορετικό τρόπο με τις επιφάνειες με τις οποίες έρχεται σε επαφή.

Το 1995, μια ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Κολοράντο και του MΙΤ, με επικεφαλής τον Κέτερλε, κατάφερε να κατεβάσει τη θερμοκρασία ατόμων κάτω από το ένα mK (εκατομμυριοστό του βαθμού Κέλβιν). Δημιουργήθηκε έτσι μια νέα μορφή ύλης, το «συμπύκνωμα Μπόσε – Αϊνστάιν», στο οποίο όλα τα άτομα έχουν βρίσκονται στην ίδια ενεργειακή κατάσταση και ταλαντώνονται συγχρονισμένα. Το συμπύκνωμα θα μπρούσε να παρομοιαστεί με λέιζερ ύλης.

Η ανακάλυψη εξασφάλισε στον Κέτερλε και τους συνεργάτες του Έρικ Κόρνελ και Καρλ Γουίμαν το Νόμπελ Φυσικής του 2001.

Για να επιτύχουν τόσο χαμηλές θερμοκράσίες, οι ερευνητές δεν μπορούσαν απλά να τοποθετήσουν το αέριο υλικό σε δοχείο. Κανένας υλικός περιέκτης δεν θα μπορούσε να ψυχθεί τόσο πολύ. Επιπλέον, τα άτομα θα προσκολλούνταν στα τοιχώματά του.

Στο τελευταίο πείραμά τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια «βαρυτο-μαγνητική παγίδα» στην οποία τα άτομα νατρίου αιωρούνται συγκρατούμενα από τη συνδυασμένη δράση της βαρύτητας και μαγνητικών πεδίων.

Οι επιστήμονες θεωρούν ανέφικτο να φτάσουν έως το απόλυτο μηδέν. Σε αυτή τη θερμοκρασία όλη η κινητική ενέργεια της ύλης έχει απορροφηθεί από τη διαδικασία της ψύξης και τα άτομα ακινητοποιούνται.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ