Sådanne ultralave temperaturer forekommer i skyer af atomer kendt som Fermi-gasser. De er skabt til
Professor Gould, leder af Trinity's QuSys-gruppe, forklarer, hvad ultracold gas er.
Den normale måde fysikere tænker på gas på erEr at bruge en teori kendt som statistisk mekanik. Men med fremkomsten af kvantemekanik ændrede alt sig. En velkendt forudsigelse af kvantemekanik er, at individuelle atomer under den kritiske temperatur kan kombineres med andre atomer i en enkelt makroskopisk bølge med eksotiske egenskaber. Denne forudsigelse førte til et århundrede langt eksperimentelt søgning efter at nå kritiske temperaturer. Succes blev endelig opnået i 1990'erne med oprettelsen af de første ultracold gasser afkølet med lasere (Nobelprisen 1997) og indeholdt af stærke magnetiske felter - en bedrift, der vandt Nobelprisen i 2001.
Professor Gould, leder af Trinitys QuSys Group
Ultrakaldte gasser som disse er nu almindeligeoprettes i laboratorier over hele verden. De har mange anvendelser, lige fra test af grundlæggende fysiske teorier til påvisning af gravitationsbølger. Men deres temperaturer er utroligt lave ved nanokelvin-niveau og derunder (en kelvin er –271,15 ° C). Disse gasser er en milliard gange koldere end de koldeste steder i universet, og de er skabt lige her på Jorden.
Så hvad er Fermi-gas? Alle partikler i universet, inklusive atomer, hører til en af to typer - "bosoner" og "fermioner". Fermi-gas består af fermioner opkaldt efter fysikeren Enrico Fermi. Ved meget lave temperaturer opfører bosoner og fermioner sig meget forskelligt. Mens bosoner er samlet, er fermioner omvendt. Denne egenskab gør det faktisk vanskeligt at måle deres temperatur.
Et termometer er bare et system, fysiskhvilke egenskaber ændrer sig med temperaturen på en forudsigelig måde. For eksempel kan du måle din kropstemperatur ved at måle udvidelsen af kviksølv i et glasrør. Det nye termometer fungerer på en lignende måde, men i stedet for kviksølv, måler forskere staten af individuelle atomer, der er forbundet (eller korreleret) med kvantegassen.
Den nye løsning kan implementeres medved hjælp af teknologier, der er tilgængelige i moderne atomfysiklaboratorier. Det faktum, at sådan grundlæggende fysik kan verificeres, er virkelig forbløffende, understreger forskere. Forskellige nye kvanteteknologier, kvantesensorer såsom det nye termometer, har sandsynligvis den mest direkte indflydelse på videnskaben.
Læs også
Hvorfor er forskere så interesserede i Ceres? Alt om planeten, som de aktivt leder efter
En "uforglemmelig" drone er designet i Rusland
Supernovaeksplosion kunne forårsage masseudryddelse på Jorden