Zero absolutne niemal osiągnięte. Zabrakło naprawdę niewiele

Na łamach Physical Review Letters ukazał się artykuł poświęcony dokonaniom naukowców działających na terenie placówek podlegających pod Uniwersytet w Bremie. Udało im się tam uzyskać temperaturę niemal równą zeru absolutnemu.

Zero absolutne, zwane również zerem bezwzględnym, wynosi −273,15 stopnia Celsjusza i jest najniższą możliwą temperaturą zgodnie ze znanymi nam prawami termodynamiki. Badacze z Niemiec przez kilka sekund utrzymywali natomiast temperaturę wyższą od zera bezwzględnego o zaledwie 38 bilionowych części stopnia Celsjusza.

Czytaj też: Wykonano pomiary temperatury powierzchni asteroidy Psyche. Ich rozdzielczość jest rekordowa

Jak do tej pory w warunkach laboratoryjnych nie udało się jeszcze osiągnąć zera absolutnego, jednak gra wydaje się warta świeczki. Wynika to z faktu, iż niektóre pierwiastki oraz substancje wykazują zupełnie nowe cechy, kiedy zostaną odpowiednio schłodzone. W ten sposób naukowcy mogliby przeprowadzić niewidziane wcześniej w kontrolowanych warunkach zjawiska oraz eksperymenty.

Zero absolutne to temperatura wynosząca -273,15 stopnia Celsjusza

W skład zespołu badawczego weszli przedstawiciele Uniwersytetu w Bremie, Uniwersytetu Humboldta w Berlinie i Uniwersytetu Johannesa Gutenberga w Moguncji. Uzyskana przez nich temperatura, która – przypomnijmy – była o 38 bilionowych części stopnia wyższa od -273,15 stopnia Celsjusza, nie była możliwa do zmierzenia przy pomocy konwencjonalnych termometrów. Jak więc ją oszacowano? Naukowcy wzięli pod uwagę brak ruchu kinetycznego cząsteczek. Przy zerze bezwzględnym wszystkie elementy układu termodynamicznego uzyskują bowiem najniższą z możliwych energii.

Czytaj też: Odkryto samoczynnie naprawiającą się ceramikę w temperaturze pokojowej

Jeśli chodzi o warunki spełnione przez autorów eksperymentu, to wykorzystali oni elektrostatyczną „soczewkę” stworzoną z gazu kwantowego, który przyjął postać kondensatu Bosego-Einsteina. Poprzez połączenie wzbudzenia kondensatu Bosego-Einsteina ze wspomnianą soczewką, naukowcy stworzyli czasoprzestrzenny system soczewek materia-fala. Przy odpowiednim ustawieniu „ostrości” udało im się obniżyć wewnętrzną energię kinetyczną kondensatu do 38 pikokelwinów, czyli 38 bilionowych części stopnia powyżej zera absolutnego.