Takové ultra nízké teploty se vyskytují v oblacích atomů známých jako Fermiho plyny. Jsou vytvořeny pro
Profesor Gould, vedoucí skupiny QuSys Group společnosti Trinity, vysvětluje, co je ultrachladný plyn.
Standardní způsob, jakým fyzici přemýšlejí o plynu, jeJe použít teorii známou jako statistická mechanika. Ale s příchodem kvantové mechaniky se všechno změnilo. Známá předpověď kvantové mechaniky je, že jednotlivé atomy pod kritickou teplotou se mohou kombinovat s jinými atomy do jediné makroskopické vlny s exotickými vlastnostmi. Tato předpověď vedla k staletému experimentálnímu hledání dosažení kritických teplot. Úspěchu bylo konečně dosaženo v 90. letech vytvořením prvních ultrachladných plynů chlazených lasery (Nobelova cena za rok 1997) a obsažených v silných magnetických polích - tento čin získal Nobelovu cenu za rok 2001.
Profesor Gould, vedoucí Trinity's QuSys Group
Ultrachladné plyny, jako jsou tyto, jsou nyní běžnéjsou vytvářeny v laboratořích po celém světě. Mají mnoho aplikací, od testování základních fyzikálních teorií až po detekci gravitačních vln. Ale jejich teploty jsou neuvěřitelně nízké na úrovni nanokelvinů a níže (jeden kelvin se rovná –271,15 ° C). Tyto plyny jsou miliardkrát chladnější než nejchladnější místa ve vesmíru a jsou vytvářeny právě tady na Zemi.
Co je tedy plyn Fermi?Všechny částice ve vesmíru, včetně atomů, patří do jednoho ze dvou typů - „bosony“ a „fermiony“. Fermiho plyn je tvořen fermiony pojmenovanými podle fyzika Enrica Fermiho. Při velmi nízkých teplotách se bosony a fermiony chovají velmi odlišně. Zatímco bosony jsou seskupeny, fermiony jsou opakem. Tato vlastnost ve skutečnosti ztěžuje měření jejich teploty.
Teploměr je pouze fyzický systémkteré vlastnosti se mění s teplotou předvídatelným způsobem. Například můžete měřit tělesnou teplotu měřením rozpínání rtuti ve skleněné trubici. Nový teploměr funguje podobným způsobem, ale místo rtuti vědci měří stav jednotlivých atomů, které jsou spojeny (nebo korelovány) s kvantovým plynem.
Nové řešení lze implementovat pomocípomocí technologií dostupných v moderních laboratořích atomové fyziky. Skutečnost, že lze ověřit takovou základní fyziku, je opravdu úžasná, zdůrazňují vědci. Nejrůznější kvantové technologie, kvantové senzory, jako je nový teploměr, budou mít pravděpodobně nejpřímější dopad na vědu.
Přečtěte si také
Proč se vědci tak zajímají o Cerese? Vše o planetě, na které aktivně hledají život
V Rusku byl navržen „nezničitelný“ robot
Výbuch Supernovy by mohl způsobit hromadné vyhynutí na Zemi