Kühl-Rekord! Kälteste Objekt auf der Erde im Labor erstellt

Ein Stück Kupfer wurde die kältesten Kubikmeter (35,3 Kubikfuß) auf der Erde als Forscher es 6 Millikelvin oder sechs tausendstel Grad über dem absoluten Nullpunkt (0 Kelvin) gekühlt.

Dies ist die engste, die eine Substanz dieser Masse und Volumen immer zum absoluten Nullpunkt gekommen ist. Forscher setzen 880-lb (400 kg) Kupfer-Cube in einem Container, genannt einen Kryostaten, das speziell entwickelt, um Elemente extrem kalt zu halten. Dies ist die erste Kryostaten gebaut, d. h. in der Lage, Stoffe so nahe dem absoluten Nullpunkt zu halten.

"Die Hauptschwierigkeit dieses Projekts war die technologische Herausforderung der Kryostat", sagte Carlo Bucci, Forscher am Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) in Italien, die geholfen haben, den Kryostaten bauen Leben Wissenschaft. "Wir haben 10 Jahre entwerfen, realisieren und testen das System." [Die 8 kältesten Orte der Erde]

Aufbau des extremen Temperaturen Kryostaten ist nur der erste Schritt in ein neues Experiment, in dem der Kryostat als ein Teilchendetektor fungieren wird. Das Setup für das Experiment heißt kryogenen unterirdisches Observatorium für seltene Ereignisse (CUORE) und im unterirdischen Labor INFN Gran Sasso gebaut wird. Bucci und ein Team von Forschern hoffe der CUORE-Detektor verraten mehr über die subatomaren Teilchen namens Neutrinos und warum gibt es so viel mehr Materie als Antimaterie im Universum.

Antimaterie besteht aus Teilchen mit genau entgegengesetzten Ladung derjenigen, die normale Materie darstellen. Kurz nach dem Urknall, der das Universum etwa 13,7 Milliarden Jahren geschaffen, sind Materie und Antimaterie gedacht, um in gleicher Höhe bestanden haben. Aber wenn diese beiden Substanzen kollidieren, vernichten sie einander, was bedeutet, dass das Universum existieren sollte nicht. Aber aus irgendeinem Grund Materie kam, Antimaterie zu beherrschen, und Physiker noch unsicher sind, warum.

Bucci und seine Kollegen hoffen, ein seltenes Phänomen, genannt neutrinolosen doppelten Betazerfall zu beobachten. Dies geschieht, wenn Antineutrinos in regelmäßigen Neutrinos zerfallen. Die Forscher hoffen zu beweisen, dass Neutrinos Majorana-Teilchen, was bedeutet, dass sie als ihre eigenen Antiteilchen fungieren. Physiker denke, dass das Phänomen erklären könnte, warum das Universum so viel mehr Materie als Antimaterie enthält. Das Experiment könnte auch die genauen Masse des Neutrinos, etwas aufdecken, die Physiker versucht haben, jahrelang zu berechnen.

Aber Temperaturen müssen etwa 10 Millikelvin geben die Forscher jede Aufnahme zu beobachten das seltene Ereignis bleiben. Hier kommt der CUORE-Detektor. Sobald es fertig ist, wird das Innere des Kryostaten mit Hunderten von Kristallen ausgekleidet, die Neutrinos erkennt durch Strahlung und Temperatur Änderungen aufnehmen. Kryostaten wird mit Hochleistungs-Verdünnung Kühlschrank (so genannt wegen der chemischen Prozess, der die Kühlung bietet), sondern nutzt eine Reihe von Röhren, bei denen Druck und Gas anstelle von flüssigem Stickstoff oder flüssiges Helium gekühlt.

Bucci, sagte, dass das Team nicht flüssiger Stickstoff und flüssiges Helium nutzen konnte, denn diese Materialien teuer sind und Vibrationen während des Experiments produzieren könnte. Diese könnte verhindern, dass den Detektor Abholung der Neutrinos.

Fast 2 Tonnen (1,8 Tonnen) von Blei deckt den Kryostaten, um keine Strahlung aus in das innere und den Nachweis von Neutrinos zu stören zu vermeiden.

Bucci und das Team hoffen, das Experiment läuft innerhalb des nächsten Jahres.

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