Noha a tél gyakran a leghidegebbnek tűnik, a hőmérséklet sokkal alacsonyabb lehet. Vagyis addig, amíg az abszolút nullát el nem éri, jelenti Sarah Kaplan a The Washington Postban . Ez az a pont, amikor az objektumot alkotó atomok minden mozgása leáll. - Hideg 0 Kelvin vagy -459, 67 Fahrenheit.
A kutatók évtizedek óta megpróbálták elérni az abszolút nullát, amelyet azt gondolják, hogy ezt lehetetlen elérni. A közelmúltban azonban a Colorado-i Boulderben, a Nemzeti Szabványügyi Intézetek (NIST) tudósai közelebb kerültek, mint valaha. A sajtóközlemény szerint a kutatók úgy vélik, hogy új technikájuk valóban lehetővé teszi számukra, hogy elérjék ezt a meghonos pontot.
„Az eredmények teljes meglepetést jelentettek a terület szakértőinek” - mondja José Aumentado, a technikaról szóló cikk szerzője, a közelmúltban a Nature folyóiratban közzétett sajtóközleményben. "Ez egy nagyon elegáns kísérlet, amelynek minden bizonnyal sok hatása lesz."
Noha a tudósok korábban az egyes atomokat az abszolút nullára és még alacsonyabb szintre állították, ez a legújabb tanulmány a leghidegebb komplex tárgyat dokumentálja. A részletek meglehetősen technikai jellegűek, de Kaplan elmagyarázza, hogy az oldalsávú hűtésnek nevezett folyamatban a kutatók lézereket használtak egy apró, csupán 20 mikrométer átmérőjű és 100 nanométer vastag alumínium dob hűtésére.
"Ez ellentmondásosnak tűnhet" - írja Kaplan. "A szokásos módon felmelegítik a melegítő dolgokat, például a napot, de az oldalsáv hűtésekor a gondosan kalibrált szög és a fény frekvenciája lehetővé teszi, hogy a fotonok energiát ragadjanak az atomokból, amikor kölcsönhatásba lépnek."
E módszer alkalmazásával a kutatók korábban a dob mozgását kvantum "alapállapotnak" nevezték el, amely csak egyharmadának felel meg az energia kvantumának. De Teufelnek volt egy oldala, amely hidegebbé válhat. "Az a korlátozás, hogy mekkora hidegben tudod dolgozni, ha rávilágít rájuk, az volt a szűk keresztmetszet, amely megakadályozta az embereket, hogy egyre hidegebbé váljanak" - mondja Teufel Kaplannak. "A kérdés az volt, hogy alapvető fontosságú-e, vagy valóban hidegebbé válhatunk-e?"
Az alumínium dob a NIST-nél (NIST) Noha a lézerek hűtötték a tárgyat, a lézerek némi zaja apró hőleadást okozott - magyarázza Teufel a sajtóközleményben. Teufel és munkatársai tehát „kinyomták” a fényt, még szorosabban összerakva a lézerben lévő apró energiacsomagokat, hogy lehűtsék a dobot anélkül, hogy energiát adnának a rendszerbe. Ez lehetővé tette számukra, hogy lehűtsék a dobot a kvantum egyötödére, és úgy gondolják, hogy további finomítások révén ez a rendszer lehetővé teszi számukra, hogy lehűtsék a dobot abszolút nullára.
Az ilyen szélsőséges hűtés nem csak szokásos trükk: valós alkalmazásokkal is rendelkezik. "Minél hidegebb a dob, annál jobb minden alkalmazáshoz" - mondja Teufel a sajtóközleményben. „Az érzékelők érzékenyebbé válnak. Az információkat hosszabb ideig tárolhatja. Ha kvantumszámítógépen használná, akkor torzítás nélkül számítana, és valóban megkapja a kívánt választ. ”
A dob hűtése segíthet a tudósoknak a kvantummechanika néhány rejtélyének megfigyelésében is. "Úgy gondolom, hogy rendkívül izgalmas időben vagyunk, ahol ez a rendelkezésre álló technológia hozzáférést biztosít azokhoz a dolgokhoz, amelyekről az emberek évtizedek óta gondolkodási kísérletként beszélnek" - mondja Teufel Ian Johnstonnak a The Independent-nál . "Most, ami izgalmas, bemehetünk a laboratóriumba, és megfigyelhetjük ezeket a kvantumhatásokat."
Teufel azt mondja Johnstonnak, hogy a dob hűtése abszolút nullára, amelyben csak kvantumos energia marad fenn, lehetővé tenné a tudósok számára, hogy megfigyeljék a kvantumelmélet furcsabb aspektusait. Például, ha a dob felméreteződik, felhasználható a látható tárgyak teleportálására. A kutatás segítséget nyújthat a kutatóknak a megértési rés áthidalásában is azon pont között, amikor a kvantumfizika, amely a nagyon kicsi részecskéket irányítja, leáll, és a klasszikusabb fizika, amely olyan nagy tárgyakat irányít, mint a csillagok és a bolygók, kezdi átvetni az irányítást.
