Οι ερευνητές έψυξαν άτομα ινδίου σε θερμοκρασία κοντά στο 1 mK(=10^-3Κ), καθιστώντας το ίνδιο το πρώτο άτομο της ομάδας III του περιοδικού πίνακα που έγινε υπερψυχρό.

Σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν ( −273,15 °C), τα άτομα κινούνται πιο αργά από έναν τριδάκτυλο βραδύποδα, κάτι που επιτρέπει τους φυσικούς να ελέγχουν στο εργαστήριο με μεγάλη ευκολία τέτοια συστήματα. Νέες φάσεις ύλης μπορούν να σχηματιστούν όταν τα άτομα γίνονται εξαιρετικά ψυχρά και μπορούν να εμφανιστούν αλλόκοτες κβαντικές ιδιότητες, ωστόσο μεγάλο μέρος του περιοδικού πίνακα δεν έχει ερευνηθεί στην υπερψυχρή κατάσταση. Οι ερευνητές Travis Nicholson et al και οι συνεργάτες του έψυξαν με επιτυχία το ίνδιο κοντά στο 1mK.

Το ίνδιο είναι το πρώτο άτομο της «κύριας ομάδας III» – μια συγκεκριμένη ομάδα μετάλλων μετάπτωσης στον περιοδικό πίνακα – που ψύχεται σε τόσο χαμηλή θερμοκρασία. Η επιτυχία αυτή ανοίγει την πόρτα για την μελέτη υπερψυχρών συστημάτων με ανεξερεύνητες μέχρι τώρα ιδιότητες από φυσικούς.

Για τα πειράματά τους, ο Nicholson και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν μια μαγνητο-οπτική παγίδα – ένα κλασικό εργαλείο για την παγίδευση και την ψύξη των ατόμων. Αλλά επειδή αυτή ήταν η πρώτη προσπάθεια υπερ-ψύξης ατόμων ινδίου, οι ερευνητές έπρεπε να φτιάξουν μια νέα διάταξη αντί να χρησιμοποιήσουν κάποια που είχε σχεδιαστεί για την ψύξη άλλων ατόμων. Σύμφωνα με τον Nicholson, τα συστήματα που χρησιμοποιήθηκαν για αυτή την έρευνα εξειδικεύθηκαν στα συγκεκριμένα άτομα. Με την προσαρμοσμένη πειραματική διάταξη, η ομάδα οδήγησε 500.000.000 άτομα ινδίου στην παγίδα χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ και στη συνέχεια τα έψυξε.

Τα άτομα της ομάδας III έχουν εξωτικές κβαντικές ιδιότητες που επιτρέπουν ευκολότερο έλεγχο των ατόμων, καθιστώντας αυτά τα άτομα υποψήφια για την χρήση τους σε διάφορες κβαντικές τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων και των εξαιρετικά ακριβών ατομικών ρολογιών. Αν και οι ερευνητές δεν έχουν κάνει ακόμη κβαντικές μετρήσεις με υπερψυχρά άτομα ινδίου, η επιτυχής παγίδευση και ψύξη τους θα επιτρέψει σύντομα τέτοια πειράματα. Ο Nicholson ελπίζει ότι και άλλοι ερευνητές θα επιχειρήσουν την ψύξη ατόμων από άλλες ομάδες του περιοδικού πίνακα ώστε να προκύψουν ακόμα περισσότερες κατηγορίες υπερψυχρών ατόμων.

πηγή: https://physics.aps.org/articles/v15/s76

Κατηγορίες:ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ, ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ, ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

Ετικέτες: PHYSICS