Самое холодное место во вселенной находится на МКС - Hitecher
Самое холодное место во вселенной находится на МКС

Самое холодное место во вселенной находится на МКС

написал James B. Hutcherson

Физикам удалось охладить атомы до одной миллиардной градуса выше абсолютного нуля

Температура физического тела определяется тепловым движением молекул внутри него. Минимально возможная температура, при которой молекулы полностью неподвижны, — −273 °C. На практике полностью прекратить хаотическое движение молекул почти невозможно. Даже в космическом пространстве, где практически нет вещества, температура на 2–3 градуса выше абсолютного нуля. Однако с помощью современных технологий ее можно снизить во множество раз.

Самое холодное из известных мест во вселенной создано искусственно и находится в Лаборатории холодного атома NASA на борту Международной космической станции.

На орбите ученым удается охладить атомы до температуры, всего на одну миллиардную градуса превышающей абсолютный ноль. В таком состоянии атомы двигаются примерно в 200 000 раз медленнее, чем при комнатной температуре. Это позволяет экспериментаторам наблюдать эффекты, которые в обычных условиях происходят слишком быстро.

В земных условиях из-за гравитации у ученых есть лишь доли секунды для того, чтобы зафиксировать поведение атомов, а использование специальных магнитных ловушек, которые компенсируют гравитацию, мешает наблюдать естественное поведение захваченных частиц. В условиях микрогравитации на орбите Земли облако сверхохлажденных атомов рассеивается гораздо дольше, что позволяет подробнее изучить их взаимодействие.

Охлаждение атомов до сверхнизких температур — сложный многоступенчатый процесс. На первой стадии атомы замедляют с помощью лазеров. Затем радиоволнами убирают атомы, двигающиеся быстрее других, что снижает среднюю температуру облака. В конце концов происходит резкое высвобождение атомов из магнитной ловушки, в которой они находились до этого. Этот этап и приводит к охлаждению до итоговых температур. Тот же самый принцип срабатывает при открытии обычного газового баллона, когда газ резко вырывается наружу, и металл баллона охлаждается.

Ученые и инженеры NASA приступили к разработке проекта лаборатории в 2012 году. Запуск всего необходимого оборудования для развертывания лаборатории состоялся 21 мая 2018 года. За несколько месяцев работы пять групп ученых запустили три эксперимента с использованием холодных атомов.

Ученые смогут наблюдать во много раз замедленные химические реакции, а также приоткрыть дверь в мир квантовых взаимодействий. В будущем исследования, проводимые в Лаборатории холодного атома, могут помочь в создании таких систем, как квантовые датчики и атомные лазеры.

Поделиться

Нет комментариев




Ваш e-mail не будет опубликован.