Zero absolutne długo wydawało się najniższą możliwą temperaturą. W opracowanej w XIX wieku przez lorda Kelvina skali absolutnej odpowiada mu temperatura 0 K (-273,15 st. C) i według praw fizyki klasycznej w takich warunkach ustają wszelkie drgania cząsteczek.
Dopiero w latach 50 XX w. fizycy zajmujący się fizyką molekularną zaczęli mówić, że być może 0 Kelwinów wcale nie jest najniższą możliwą temperaturą. Ponad pół wieku później niemieckim naukowcom udało się w praktyce potwierdzić te przypuszczenia.
Zamrożenie w próżni
Aby przekroczyć tę granicę Ulrich Schneider i jego koledzy z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium zmrozili atomy potasu w postaci gazu kwantowego do ułamka stopnia powyżej zera absolutnego. Przy pomocy laserów i pola magnetycznego zamknęli je w pułapce molekularnej.
Dzięki nagłej zmianie pola magnetycznego, a wraz z tym właściwości atomów, oraz odpowiednim manipulacjom ich energią udało się zaobserwować zmianę temperatury z ułamków powyżej zera absolutnego do kilku miliardowych Kelvina poniżej tej, jak uważano wcześniej - nieprzekraczalnej - granicy.
- To jakby iść doliną i nagle natychmiastowo znaleźć się na szczycie góry - malowniczo opisuje to w "Nature" Schneider. Co ciekawe, w takich warunkach atomy powinny zapaść się do siebie, ale zamiast tego zachowywały się stabilnie. Zdaniem fizyków, to efekt temperatury poniżej zera bezwzględnego.
- Zupełnie jakby postawić piramidę na jej czubku i nie martwić się, że się przewróci - wyjaśnia noblista ze słynnego MIT Wolfgang Ketterle.
Rzeczy, o jakich nie śniło się fizykom
Zdaniem naukowców, odkrycie może stworzyć możliwości do powstania zupełnie nowej materii. Jak wyliczył zespół Achima Roscha z uniwersytetu w Kolonii, chmura gazu schłodzonego do temperatury poniżej 0 K zachowywałaby się w ten sposób, że niektóre atomy poruszałyby się w kierunku przeciwnym do przyciągania ziemskiego de facto zaprzeczając prawu ciążenia.
Odkrycie może też pomóc w zrozumieniu tzw. "ciemnej energii", która zdaniem fizyków odpowiada za to, że wszechświat rozszerza się, nawet pomimo silnych, działających wewnątrz sił grawitacji.
Autor: adsz/rs / Źródło: Nature