تحدث درجات الحرارة المنخفضة للغاية هذه في سحب الذرات المعروفة باسم غازات فيرمي.لقد تم تصميمها من أجل
يشرح البروفيسور جولد ، رئيس مجموعة QuSys في Trinity ، ما هو الغاز شديد البرودة.
الطريقة القياسية التي يفكر بها الفيزيائيون بشأن الغاز هيهو استخدام نظرية تعرف بالميكانيكا الإحصائية. لكن مع ظهور ميكانيكا الكم ، تغير كل شيء. من التنبؤات المعروفة لميكانيكا الكم أن الذرات الفردية تحت درجة الحرارة الحرجة يمكن أن تتحد مع ذرات أخرى في موجة عيانية واحدة ذات خصائص غريبة. أدى هذا التوقع إلى بحث تجريبي استمر قرنًا من الزمان للوصول إلى درجات الحرارة الحرجة. تم تحقيق النجاح أخيرًا في التسعينيات من خلال إنشاء أول غازات شديدة البرودة مبردة بالليزر (جائزة نوبل 1997) واحتوائها بواسطة حقول مغناطيسية قوية - وهو إنجاز فاز بجائزة نوبل عام 2001.
البروفيسور جولد، رئيس مجموعة QuSys، ترينيتي
أصبحت الغازات شديدة البرودة مثل هذه شائعة الآنيتم إنشاؤها في مختبرات حول العالم. لديهم العديد من التطبيقات ، بدءًا من اختبار النظريات الفيزيائية الأساسية إلى اكتشاف موجات الجاذبية. لكن درجات حرارتها منخفضة بشكل لا يصدق عند مستوى النانو كلفن وأقل (واحد كلفن يساوي -271.15 درجة مئوية). هذه الغازات أبرد بمليار مرة من أبرد الأماكن في الكون ، وهي تتشكل هنا على الأرض.
إذن ما هو غاز فيرمي؟ جميع الجسيمات في الكون ، بما في ذلك الذرات ، تنتمي إلى نوعين - "البوزونات" و "الفرميونات". يتكون غاز فيرمي من الفرميونات التي سميت على اسم الفيزيائي إنريكو فيرمي. في درجات حرارة منخفضة للغاية ، تتصرف البوزونات والفرميونات بشكل مختلف تمامًا. بينما يتم تجميع البوزونات معًا ، فإن الفرميونات هي العكس. هذه الخاصية تجعل من الصعب قياس درجة حرارتها.
مقياس الحرارة هو مجرد نظام فيزيائيالخصائص التي تتغير مع درجة الحرارة بطريقة يمكن التنبؤ بها. على سبيل المثال ، يمكنك قياس درجة حرارة جسمك عن طريق قياس تمدد الزئبق في أنبوب زجاجي. يعمل مقياس الحرارة الجديد بطريقة مماثلة ، ولكن بدلاً من الزئبق ، يقيس العلماء حالة الذرات الفردية المرتبطة (أو المرتبطة) بالغاز الكمومي.
يمكن تنفيذ الحل الجديد باستخدامباستخدام التقنيات المتاحة في مختبرات الفيزياء الذرية الحديثة. يؤكد العلماء أن حقيقة أن مثل هذه الفيزياء الأساسية يمكن التحقق منها أمر مذهل حقًا. من المحتمل أن يكون لتقنيات الكم الناشئة المختلفة ، وأجهزة الاستشعار الكمومية مثل مقياس الحرارة الجديد ، التأثير الأكثر مباشرة على العلم.
اقرأ أيضا
لماذا يهتم العلماء جدًا بسيريس؟ كل شيء عن الكوكب الذي يبحثون فيه بنشاط عن الحياة
تم تصميم طائرة بدون طيار "غير قابلة للتدمير" في روسيا
انفجار سوبرنوفا قد يتسبب في انقراض جماعي على الأرض