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.