Η χαμηλότερη θερμοκρασία που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα

Οι φυσικοί του Πανεπιστημίου της Βρέμης, στη Γερμανία έφτασαν στην χαμηλότερη θερμοκρασία που έχει καταγραφεί ποτέ σε εργαστήριο. Το πέτυχαν ως μέρος ενός πειράματος που περιλάμβανε την ελεύθερη πτώση κβαντικού αερίου (συμπύκνωμα Bose-Einstein) και επιβράδυνση της κίνησής του με μαγνητικά πεδία.

Το απόλυτο μηδέν, Τ=0 Κ ή θ=-273,15°C είναι η χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία σύμφωνα με την θερμοδυναμική. Αν κάποιο σώμα μπορούσε να φτάσει σ’ αυτή τη θερμοκρασία, τότε τα άτομα που το αποτελούν θα έπρεπε να είναι ακίνητα. Όμως κάτι τέτοιο είναι αδύνατο να συμβεί σύμφωνα με την αρχή της αβεβαιότητας της κβαντική φυσικής, επομένως είναι αδύνατη η επίτευξη του απολύτου μηδενός. Μπορούμε όμως να το πλησιάσουμε. Πειράματα όπως αυτά που διεξήχθησαν στο Cold Atom Lab του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού έφτασαν στην θερμοκρασία των 50 picokelvins, ή 50∙10-12Κ.

Ρεκόρ χαμηλότερης θερμοκρασίας σε εργαστήριο

Η ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου της Βρέμης έχει καταρρίψει τα προηγούμενα ρεκόρ, καταγράφοντας στα πειράματά της θερμοκρασία Τ=38 picoKelvin, ή 38∙10-12Κ. Καθώς μελετούσαν τις κυματικές ιδιότητες των ατόμων, δημιουργήθηκε για λίγα δευτερόλεπτα ένα από τα «ψυχρότερα μέρη του σύμπαντος» στο Κέντρο Εφαρμοσμένης Διαστημικής Τεχνολογίας και Μικροβαρύτητας (ZARM) στο Πανεπιστήμιο της Βρέμης.

Για τα πειράματά της, η ομάδα παγίδευσε σε θάλαμο κενού με μαγνητικό πεδίο ένα νέφος αερίου αποτελούμενο από 100.000 άτομα ρουβιδίου. Στη συνέχεια ψύχθηκε για να μετατραπεί σε ένα κβαντικό αέριο που ονομάζεται συμπύκνωμα Bose-Einstein. Καθώς τα άτομα στα συμπυκνώματα Bose-Einstein κινούνται συλλογικά, οι επιστήμονες τα χρησιμοποιούν σε πειράματα για να παρατηρήσουν ασυνήθιστες κβαντικές επιδράσεις στη μακροκλίμακα, διευρύνοντας έτσι τις γνώσεις τους για την κβαντική στατιστική φυσική.

Προκειμένου να επιτευχθεί η χαμηλότερη θερμοκρασία-ρεκόρ, οι ερευνητές άφησαν το συμπύκνωμα Bose-Einstein να πέσει από ύψος 120 μέτρων στην ερευνητική εγκατάσταση του Bremen Drop Tower. Ταυτόχρονα ενεργοποίησαν έναν συλλογικό τρόπο ταλάντωσης στο συμπύκνωμα Bose-Einstein χρησιμοποιώντας μαγνητικούς φακούς, επιτυγχάνοντας τελικά, σχεδόν την πλήρη ακινητοποίηση των ατόμων ρουβιδίου. Στην ουσία μείωσαν δραστικά την θερμοκρασία τους λόγω της ελάχιστης ταχύτητας των ατόμων.

Οι ερευνητές μπόρεσαν να διατηρήσουν τη χαμηλή θερμοκρασία ρεκόρ για 2 δευτερόλεπτα, αν και πραγματοποίησαν προσομοιώσεις που δείχνουν ότι θα μπορούσε να διατηρηθεί για περίπου 17 δευτερόλεπτα σε ένα περιβάλλον χωρίς βαρύτητα, όπως ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός. Αυτό σημαίνει ότι ενδεχομένως να διεξαχθεί περαιτέρω έρευνα στο εργαστήριο του Διαστημικού Σταθμού Cold Atom Lab (CAL).

πηγές: https://www.zarm.uni-bremen.de/en/press/single-view/article/extremely-long-and-incredibly-cold.htmlhttps://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.100401



Κατηγορίες:ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ, ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ, ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

Ετικέτες:

3 replies

  1. Μέχρι πριν το συγκεκριμένο πείραμα η σύνηθες χαμηλότερη θερμοκρασία ήταν οι 3.3 βαθμοί Kelvin ή 269 βαθμοί κελσίου (300-272 περίπου ) όπου έχουμε την υγροποίηση του ηλίου ένα εξαιρετικά ελαφρύ αέριο

  2. Στο παραπάνω σχόλιο έκανα ένα λάθος διότι είχα στο μυαλό μου τη θερμοκρασία δωματίου συνεπώς δεν είναι 300-272 αλλά 3.3 K -272 = -269 βαθμούς Κελσίου περίπου για το υγρό ήλιο

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: