APS/Alan Stonebraker
При помощи Бременской башни падения ученые смогли установить новый рекорд по самой низкой температуре — они достигли значения в 38 пикокельвинов
Самая низкая температура, которая может существовать, — это абсолютный ноль, равный 0 Кельвинов или -273,16°C. Предыдущие исследования также показали, что по мере того, как вещества охлаждаются, они начинают проявлять новые свойства.
Жидкий гелий, например, становится сверхтекучим при температуре 2,172 К. Такие изменения свойств веществ были предметом многочисленных исследований. Параллельно с этим ученые пытались создать все более низкие температуры для проведения экспериментов. В этой новой работе исследователи создали самую холодную среду, когда-либо существовавшую, используя линзу из квантового газа.
В своем исследовании авторы использовали квантовую газовую линзу и Бременскую башню падения в Германии. Башня построена в Бремене специально для исследования невесомости и других эффектор свободного падения.
Сначала ученые создали облако из атомов рубидия, охлажденных до сверхнизкой температуры прямо на вершине этой башни. Облако удерживалось магнитной ловушкой, которая также служила линзой. Эта линза фокусировала волны в облаке из атомов рубидия в конденсат Бозе-Эйнштейна, заставляя облако остывать. Затем исследователи выключили ловушку, позволив облаку расширяться во всех направлениях (и делая его еще холоднее), во время падения с высоты 122 метра.
Детекторы по бокам башни измеряли кинетическую энергию атомов в облаке. Процесс длился всего две секунды, но этого было достаточно, чтобы показать рекордно холодную среду.
Рекордная температура равна 38 пикокельвинов, или 0,000 000 000 038 К.
Исследователи отмечают, что небольшие изменения в настройке, такие как уменьшение количества атомов в облаке, могут привести к еще более низким температурам. По словам исследователей, установка, созданная ими, вероятно, можно использовать для проверки теорий гравитации на квантовом уровне.
Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.
