Čeprav se pozimi pogosto zdijo najbolj mrzli, se lahko temperature spustijo veliko nižje. To pomeni, dokler ne dosežete absolutne ničle, poroča Sarah Kaplan pri The Washington Post . To je točka, ko se vsa gibanja atomov, ki sestavljajo predmet, nehajo premikati - ohlajajoči 0 Kelvin ali -459, 67 Fahrenheita.
Raziskovalci že desetletja poskušajo doseči absolutno ničlo, za katero se domneva, da je ni mogoče nikoli doseči. Toda pred kratkim so se znanstveniki na Nacionalnem inštitutu za standarde (NIST) v Boulderju v Koloradu zbližali kot znanstveniki doslej. Kot piše v sporočilu za javnost, raziskovalci verjamejo, da jim njihova nova tehnika dejansko omogoča, da dosežejo to neslavno točko.
"Rezultati so bili popolno presenečenje za strokovnjake na tem področju, " José Aumentado, soavtor prispevka o tehniki, ki je bil nedavno objavljen v reviji Nature, pravi v sporočilu za javnost. "To je zelo eleganten eksperiment, ki bo gotovo imel velik vpliv."
Čeprav so znanstveniki pred tem posamezne atome spravili na absolutno ničlo in še nižje, ta zadnja študija dokumentira najhladnejši zapleten predmet do zdaj. Podrobnosti so precej tehnične, toda Kaplan pojasnjuje, da so raziskovalci v postopku, imenovanem hlajenje s stranskim pasom, uporabili laserje, da so zmrznili majhen aluminijasti boben, velik le 20 mikrometrov in 100 nanometrov.
"To se morda zdi kontratuktivno, " piše Kaplan. "[W] se uporabljajo za segrevanje stvari, kot je sonce, toda pri hlajenju v stranskem pasu skrbno umerjeni kot in frekvenca svetlobe omogočata, da fotoni črpajo energijo iz atomov med seboj."
S to metodo so raziskovalci že prej pomanjšali gibanje bobna na tako imenovano kvantno "talno stanje" - kar je le tretjina kvantne energije. Toda Teufel je imel črnilo, da bi lahko postalo hladnejše. "Omejitev, kako hladno si lahko narediš stvari, če na njih sveti svetloba, je bilo ozko grlo, ki je preprečevalo, da bi ljudje postajali vse hladnejši in hladnejši, " Teufel pove za Kaplana. "Vprašanje je bilo, ali je to temeljno ali bi lahko dejansko postali hladnejši?"
Aluminijasti boben pri NIST-u (NIST) Čeprav so laserji ohladili objekt, je nekaj hrupa laserjev dajalo drobne "udarce" toplote, Teufel pojasnjuje v sporočilu za javnost. Tako so Teufel in njegovi sodelavci »stisnili« svetlobo, še bolj nategnili drobne pakete energije v laserju, da se boben ohladi, ne da bi v sistem spet dodali energijo. To jim je omogočilo, da ohladijo boben do ene petine kvantov, in verjamejo, da bi jim ta sistem lahko z nadaljnjimi izboljšavami omogočil ohlajanje bobna na absolutno ničlo.
Takšno ekstremno hlajenje ni samo vrhunski trik: ima tudi aplikacije v resničnem svetu. "Čim hladnejši boste dobili boben, tem boljši je za vsako uporabo, " pravi Teufel v sporočilu za javnost. „Senzorji bi postali bolj občutljivi. Podatke lahko shranjujete dlje. Če bi ga uporabljali v kvantnem računalniku, bi izračunali brez popačenja in dejansko bi dobili želeni odgovor. "
Hlajenje bobna bi lahko tudi znanstvenikom pomagalo opazovati nekatere skrivnosti kvantne mehanike iz prve roke. "Mislim, da smo v izjemno razburljivem času, ko nam ta tehnologija, ki jo imamo na voljo, omogoča dostop do stvari, o katerih ljudje že desetletja govorijo kot o miselnih eksperimentih, " je Teufel povedal Ianu Johnstonu iz The Independenta . "Prav zdaj je tisto, kar vznemirja, da lahko gremo v laboratorij in smo dejansko priča tem kvantnim učinkom."
Teufel pove Johnstonu, da bi ohlajanje bobna do absolutne ničle, v katerem ostane samo kvantna energija, znanstvenikom omogočilo opazovanje nekaterih bolj čudnih vidikov kvantne teorije. Na primer, boben, če bi ga povečali, bi lahko uporabili za teleportiranje vidnih predmetov. Raziskava bi lahko pomagala tudi raziskovalcem premostiti razkorak med tem, ko se zdi, da kvantna fizika, ki upravlja z zelo majhnimi delci, neha delovati, in bolj klasična fizika, ki ureja velike predmete, kot so zvezde in planeti, začne prevzemati.
