Въпреки че зимата често изглежда като най-студения студ, температурите могат да паднат много по-ниски. Тоест, докато не уцелите абсолютната нула, съобщава Сара Каплан от The Washington Post . Това е моментът, когато всяко движение на атоми, които съставляват обект, спира да се движи - смразяващ 0 Келвин или -459.67 Фаренгейт.
Изследователите от десетилетия се опитват да достигнат абсолютна нула, което се смята за невъзможно да се постигне. Но наскоро учените от Националния институт по стандартизация (NIST) в Боулдър, Колорадо, се сближиха, отколкото учените досега. Според прессъобщение, изследователите смятат, че новата им техника всъщност може да им позволи да стигнат до тази непосилна точка.
„Резултатите бяха пълна изненада за експертите в тази област“, казва Хосе Аументадо, съавтор на статия за техниката, публикувана наскоро в списанието Nature, в съобщението за печата. „Това е много елегантен експеримент, който със сигурност ще има голямо влияние.“
Въпреки че учените преди това извеждаха отделни атоми до абсолютна нула и дори по-ниска, това последно проучване документира най-студения сложен обект до момента. Детайлите са доста технически, но Каплан обяснява, че при процес, наречен охлаждане на страничната лента, изследователите са използвали лазери, за да замръзнат през малък алуминиев барабан, дебел само 20 микрометра и дебелина 100 нанометра.
"Това може да изглежда контраинтуитивно", пише Каплан. "[W] се използва за осветяване на нещата, като слънцето, но при охлаждане на страничната лента внимателно калибрираният ъгъл и честота на светлината позволява на фотоните да извличат енергия от атомите, докато взаимодействат."
Използвайки този метод, изследователите преди това са намалили движението на барабана до това, което е известно като квантово "основно състояние" - което е само една трета от квантовата енергия. Но Теуфел имаше лакомство, че може да стане по-студено. „Ограничението от това колко студено можете да направите нещата, като блеснете светлина върху тях, беше тясното тяло, което предпазваше хората да стават все по-студени и студени“, казва Теуфел на Каплан. „Въпросът беше, фундаментален ли е или всъщност можем да станем по-студени?“
Алуминиевият барабан в NIST (NIST) Въпреки че лазерите охлаждаха обекта, някакъв шум в лазерите осигуряваше малки „ритници“ на топлина, Теуфел обяснява в съобщението за пресата. Така Теуфел и колегите му „изтласкаха“ светлината, обличайки малките пакети енергия в лазера нагоре още по-силно, за да охладят барабана, без да добавят енергия обратно в системата. Това им позволи да охладят барабана до една пета от квант и те вярват, че с по-нататъшни усъвършенствания тази система може да им позволи да охладят барабана до абсолютна нула.
Такова екстремно охлаждане не е просто салон трик: То има и приложения в реалния свят. „Колкото по-студено можете да получите барабана, толкова по-добре е за всяко приложение“, казва Теуфел в съобщението за пресата. „Сензорите ще станат по-чувствителни. Можете да съхранявате информация по-дълго. Ако го използвате в квантов компютър, тогава ще изчислите без изкривяване и всъщност ще получите отговора, който искате. "
Охлаждането на барабана също може да помогне на учените да наблюдават някои от мистериите на квантовата механика от първа ръка. „Мисля, че сме в изключително вълнуващо време, когато тази технология, с която разполагаме, ни дава достъп до неща, за които хората говорят като мисловни експерименти в продължение на десетилетия“, казва Теуфел на Ian Johnston от The Independent . „Точно сега вълнуващото е, че можем да влезем в лабораторията и всъщност да станем свидетели на тези квантови ефекти.“
Теуфел казва на Джонстън, че охлаждането на барабана до абсолютна нула, в което остава само квантовата енергия, би позволило на учените да наблюдават някои от по-странните аспекти на квантовата теория. Например, барабанът, ако бъде увеличен, може да се използва за телепортиране на видими обекти. Изследването може също да помогне на изследователите да преодолеят разликата между момента, в който квантовата физика, която управлява много малки частици, изглежда спира да работи и по-класическата физика, управляваща големи обекти като звезди и планети, започва да превзема.
