Американские ученые достигли новой супер-холодной температуры

Американские ученые достигли новой супер-холодной температуры

Когда речь заходит об охлаждении объектов в лаборатории, ученые уже давно нашли самую низкую температуру, которая теоретически возможна. Я бы рассказал вам целую историю о том, как развивалась гонка к абсолютному нулю, однако это займет слишком много времени. Поэтому вернемся к теме новости: команда ученых из США нашли способ, как охлаждать объекты еще сильнее. 

Команда ученых из Национального Института Стандартов и Технологий, работая в Колорадо изменила экспериментальный метод охлаждения алюминиевого элемента ниже так называемого квантового лимита обратного действия — температуры, лишь немногим выше абсолютного нуля, которую квантовая механика не позволяла нам перешагнуть. Эта температура в 10 тысяч раз холоднее космического вакуума. А уж что происходит с объектами в данном состоянии — это отдельная история. Подобные супер-холодные температуры могут быть полезны для создания гипер-чувствительных сенсоров и помочь в изучении эффектов квантовой механики в больших объектах и материалах.

Небольшая научная вводка для тех, кто давно не интересовался физикой:

Температура — это не одна из фундаментальных сил природы. Температура является лишь представлением средней кинетической энергии определенного набора частиц. Другими словами, когда ученые пытаются охладить объекты, то это значит элементарную вещь: они просто стараются замедлить атомы объектов. При абсолютном нуле, который равен -273.15 градусов по Цельсию, частицы останавливаются полностью.

Обычно, чтобы охладить объект ученые светят на него светом, заставляя атомы терять импульс. Однако непредсказуемость квантовой механики приводит к тому, что определенную границу температуры преодолеть невозможно.

Новый же эксперимент, который перешагнул границу холода, представляет нанометровый барабан, размером 20 микрометров на 100 нанометров. Он связан с цепью, которая охлаждает объекты обычным образом. Микроволны отскакивают внутри цепи, вызывая резонанс и вибрацию, генерируя собственные фотоны. Фотоны отсоединяются и захватывают фонон — квантовую единицу вибрации, с собой, охлаждая барабан — на чуть-чуть с каждого фотона. Для успеха ученым пришлось использовать специальный сжатый свет, направляя его на верхнюю часть барабана, понижая температуру ниже квантового лимита действия. 

Абсолютный ноль пока не достигнут. Как говорят ученые, необходима более совершенная техника использования сжатого света.

Подробности в журнале Nature.

Видео от Shazoo

Подписаться

17 Комментариев

  • Krasavchik
    Комментарий скрыт. Показать

    "Я бы рассказал вам целую историю о том, как развивалась гонка к абсолютному нулю, однако это займет слишком много времени." Легкий понт всезнающего Коэна лишь укрепит его и без того раздутую мегаломанию.

    0
  • Roxann
    Комментарий скрыт. Показать

    @Krasavchik, вся правда

    0
  • rabeme
    Комментарий скрыт. Показать

    А как что то может быть в 10000 раз больше 200 при этом меньше 300, там тысячная доля градуса считается

    0
  • myowa
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, почему они так уверены в своём эксперименте, если не добрались даже до абсолютного нуля? Не очень понимаю последний абзац

    Всё, доехало

    Квантовый лимит не равно абсолютный ноль

    0
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Krasavchik, @Roxann, но я действительно знаю историю гонки за самой низкой температурой :) Интересная история конкуренции. Не говоря уж о квантовых свойствах сверхохлажденных объектов — совершенно чудесное явление. Возможно напишу как-нибудь об этом.

    @myowa, да. Квантовый лимит – это почти ноль. Проблема квантового лимита действий в том, что он не позволял вытянуть всю кинетическую энергию через фононы.

    0
  • Krasavchik
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, конечно конечно) буду ждать.

    0
  • Kellen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, так по итогу какой температуры они достигли то?

    0
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Kellen, к сожалению конкретной цифры нет. Лишь что новый рекорд

    0
  • freawertyhn
    Комментарий скрыт. Показать

    апричем тут сенсоры и низкие температуры? тапните по жидкому азоту чтоб разблокировать айфон 9

    0
  • nerwopad
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, а как вообще определили абсолютный ноль? Какого элемента атомы должны омтановиться? Вдруг существует материал атомы которого двигаются как при кипении воды при -273. Это что, проучается в пределах нашей планеты ноль абсолютный? Всегда поражал тот факт что минимум это -273, маловато как-то.

    0
  • Комментарий скрыт. Показать

    "Эта температура в 10 тысяч раз холоднее космического вакуума."
    Явно не физик писал. У вакуума нет температуры. Температуру имеют газы и частицы.

    0
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @NicDe, космическая радиация двигается через вакуум, а значит объекты в вакууме будут излучать энергию

    0
  • Kellen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, думаю он о том, что вакуум сам по себе это не вещество, а отсутствие веществ. Ну и вообще это как-бы пространство. Т.е. словесная форма построена неправильно.
    Неправильно - "холоднее космического вакуума".
    Правильно - "холоднее чем в космическом вакууме"

    0
  • nerwopad
    Комментарий скрыт. Показать

    @Kellen, по моему в 16 году доказано было что вакуум отнюдь не пуст)

    0
  • Artaazar
    Комментарий скрыт. Показать

    @nerwopad, По-моему вы не разбираетесь в теме. Идите учить физику. Школьный курс.
    @nerwopad, И математику. Математику обязательно!
    @Kellen, Шутка в том, что в космическом вакууме не холодно. И в вакууме не холодно.
    Вакуум - идеальный теплоизолятор, поэтому не верны обе фразы.

    0
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Artaazar, @Kellen, это всего лишь фигура речи.
    Вакуум — это отсутсвие материи. Поэтому у вакуума нет температуры. Поэтому на МКС проблема охлаждения не менее серьезная, чем нагрева

    0
  • Artaazar
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, Ага, по этой причине врядли когда-нибудь станцию покрасят в стильный чёрный цвет :) Замучаются охлаждать.

    0
Войдите на сайт чтобы оставлять комментарии.