Physiker gekühlt nur Moleküle um ein Haar über dem absoluten Nullpunkt

Viele Wissenschaftler sagen, dass die absoluten Nullpunkt zu erreichen viel ist wie eine Reise mit der Geschwindigkeit des Lichts: unmöglich. Nun, einige Wissenschaftler MIT fast zog ein Doc Brown und bekam viel näher an das unmögliche Ziel durch Abkühlung eines Moleküls zu 500 Nanokelvins. Das ist nur über dem absoluten Nullpunkt und etwa eine Million Mal kälter als interstellaren Raum.

Dies ist ein neuer Rekord, und es dauerte viel mehr als ein wirklich mächtiger Gefrierschrank um es auszuziehen. Die Mitglieder des MIT-Harvard Center von ultrakalten Atomen kombiniert ein paar verschiedene Kühlmethoden ultrakalte Molekülen zu erstellen. Anfangs verwendete das Team evaporative kühle Methoden – dies entspricht im Grunde Kühlluft durch Verdampfen von Wasser. Dann benutzten sie Laser, um die Temperatur von Natrium und Kalium-Atome nahe dem absoluten Nullpunkt zu bringen.

Laser mag wie eine merkwürdige Weise etwas abkühlen lassen. Aber wie Dr. Dave Goldberg am absoluten Nullpunkt in ein must-read Website Erklärer schrieb, die zuverlässige Lichtstrahlen sind in der Lage, viele Tricks:

Laser haben ein ganz besonderes – man könnte sogar sagen, zu definieren – Eigentum; das gesamte Licht emittiert auf genau die gleiche Frequenz. Nun, normalerweise, neutrale Atome interagieren nicht mit Licht überhaupt, wenn die Frequenz genau richtig ist. Aber wenn das Atom in Richtung der Lichtquelle fliegen, das Licht erhalten, Doppler-verschoben, und das Licht erscheint, haben eine höhere Frequenz als es sonst. Das Atom absorbiert ein niedriger Energie Photon als es sonst wäre. Also wenn ich meinen Laser etwas niedrig einstellen, schnell bewegenden Atome nimmt diejenigen, und wenn sie anschließend ein Photon in eine zufällige Richtung abstrahlen, werden sie im Durchschnitt etwas Energie verlieren. Tun Sie dies immer wieder und wieder (und halten Ihre Laser dabei tuning), und Sie können Ihr Gas zu Temperaturen von weniger als einem NanoKelvin, ein Milliardstel Grad abkühlen.

Aber warten Sie dort mehr:

Es wird sogar noch extremer. Die Welt Rekord niedrigste Temperatur ist weniger als einen 10 Millionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt. Diese Geräte typischerweise Überfüllung einzelner Atome in magnetischen Feldern. Die "Temperatur" ist nicht so sehr auf die Bewegung der Atome selbst, sondern auf den Spin der Atomkerne basiert.

Das war der alte Rekord. Das MIT-Team bekam dieses weit und dann Magnet Felder verwendet, um die Natrium- und Kalium-Atome aneinander binden und bilden ein sogenanntes "fluffy" Molekül der langsam schwingenden Atomen. Sie beruhigt die Atome weiter nach unten durch das Strahlen Laser wieder, die, wie MIT Nachrichtenbüro erklärt, beschäftigt einen "großen Frequenzdifferenz, die genau der Energiedifferenz zwischen dem Molekül anfänglichen, hoch schwingenden Zustand und seine niedrigsten Schwingungszustand abgestimmt." Das heißt, sie bekamen die Moleküle zum Stillstand fast ausschließlich die – wir denken – am absoluten Nullpunkt passiert.

In vielerlei Hinsicht fängt der Spaß erst an. "Wir sind sehr nah an die Temperatur auf die Quantenmechanik spielt eine große Rolle in der Bewegung der Moleküle," sagt MIT Professor Martin Zwierlein, Physik, die das Forscherteam führte. Im wesentlichen könnte dieser Durchbruch zur Schaffung von neuen Staaten der Materie und somit neue Materialien für Menschen mit aufzubauen.

"Also diese Moleküle nicht mehr wie Billardkugeln, aber gehen Sie als Quantum mechanische Materiewellen herumlaufen würde" weiter Zwierlein. "Und mit ultrakalten Molekülen können Sie bekommen eine Vielzahl von verschiedenen Zustände der Materie, wie suprafluiden Kristalle, die kristalline sind noch keine Reibung, die völlig bizarr ist das Gefühl." Dies hat nicht so weit beobachtet worden, aber vorhergesagt. Wir konnten nicht weit davon entfernt, diese Effekte zu sehen, also sind wir alle gespannt sein." (Wortspiel beabsichtigt).