Kuva: James Glover
Fyysikoilla ei ole tapana käyttää yleistä kieltä vapaasti, joten koska Lord Kelvin nimitti lämpötila-asteikonsa perusmitan ”absoluuttiseksi nollaksi”, sen pitäisi olla merkki siitä, että toimenpiteen ”absoluuttiseen” luonteeseen on syytä suhtautua vakavasti. .
Toisin kuin celsiusasteikolla, missä 0 astetta merkitsee makean veden jäätymispistettä, tai Fahrenheit-asteikosta, jossa 0 on veden, jään, ammoniumkloridin ja merisuolan seoksen vakaa lämpötila, 0 kelviniä - absoluuttinen nolla - on teoreettisesti, kylmin kuviteltavissa oleva asia. Tämä on lämpötila, kun kaikki liike tulee indeksoimaan, kun molekyylit lopettavat värisemisen ja atomit lakkaavat liikkumasta.
Luonnossa Zeeya Merali raportoi Stefan Braunin ja hänen kollegoidensa, fyysikkojen ryhmän, työstä, joka onnistui kaataa Kelvinin absolutismin luomalla "atomikaasun, jonka alilämpötila on nolla, ensimmäistä kertaa".
Hienostuneen lähestymistavan avulla - valjastamalla laserit ja nopeasti kääntyvällä magneettikentällä - tutkijat keksivät, kuinka työntää atomit ottamaan väliaikaisesti energiat nollan alapuolelle. Tutkijat manipuloivat laserien loukkuun jäänyttä kaliumiatomipilloa, sanoo Merali:
Positiivisissa lämpötiloissa atomit hylkivät, mikä tekee kokoonpanosta stabiilin. Tämän jälkeen joukkue säästi nopeasti magneettikentät, aiheuttaen atomien houkuttelemisen sen sijaan, että ne hylkäisivät toisiaan. "Tämä muuttaa atomit yhtäkkiä vakaimmasta, alhaisimmalla energiatilaltaan korkeimman mahdollisen energiatilan, ennen kuin ne voivat reagoida", Schneider sanoo. "Se on kuin kävelemässä laakson läpi, niin pääset heti vuorenhuipulle."
Positiivisissa lämpötiloissa tällainen kääntö olisi epävakaa ja atomit romahtaisivat sisäänpäin. Mutta joukkue myös sääti ansaslaserkentän, jotta atomien pysyvyys asemaansa olisi energiatehokkaampaa. Tämä tulos, jota kuvataan tänään Science-julkaisussa, merkitsee kaasun siirtymisen absoluuttisen nollan yläpuolelta muutamaan miljardiin Kelvinin absoluuttisen nollan alapuolelle.
Tutkijat kuvittelevat, että jos uudet materiaalit voitaisiin jotenkin tehdä jäätymättömistä atomeista, ne toimisivat todennäköisesti jollain mahtavalla omituisella tavalla.
Esimerkiksi Rosch ja hänen kollegansa ovat laskeneet, että vaikka atomien pilviä vedetään yleensä painon avulla alaspäin, jos osa pilvestä on negatiivisessa absoluuttisessa lämpötilassa, jotkut atomit liikkuvat ylöspäin, ilmeisesti uhmaavat painovoimaa.
Jopa fysiikassa näyttää siltä, että jotkut säännöt tehdään rikkoutuneiksi.
Lisää Smithsonian.com-sivustolta:
Universumin kylmein paikka
Absoluuttinen nolla
