Τέτοιες εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες εμφανίζονται σε νέφη ατόμων γνωστά ως αέρια Fermi. Δημιουργούνται για
Ο καθηγητής Gould, επικεφαλής της ομάδας QuSys της Trinity, εξηγεί τι είναι το υπερψυχρό αέριο.
Ο τυπικός τρόπος με τον οποίο οι φυσικοί σκέφτονται το αέριο είναιΕίναι να χρησιμοποιήσει μια θεωρία γνωστή ως στατιστική μηχανική. Αλλά με την έλευση της κβαντικής μηχανικής, όλα άλλαξαν. Μια γνωστή πρόβλεψη της κβαντικής μηχανικής είναι ότι μεμονωμένα άτομα κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία μπορούν να συνδυαστούν με άλλα άτομα σε ένα μόνο μακροσκοπικό κύμα με εξωτικές ιδιότητες. Αυτή η πρόβλεψη οδήγησε σε μια πειραματική αναζήτηση διάρκειας ενός αιώνα για την επίτευξη κρίσιμων θερμοκρασιών. Η επιτυχία επιτεύχθηκε τελικά τη δεκαετία του 1990 με τη δημιουργία των πρώτων υπερψυχρών αερίων που ψύχθηκαν από λέιζερ (βραβείο Νόμπελ 1997) και περιείχαν ισχυρά μαγνητικά πεδία - ένα επίτευγμα που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ του 2001
Καθηγητής Gould, Επικεφαλής του Ομίλου QuSys της Trinity
Υπερβολικά αέρια όπως αυτά είναι πλέον κοινάδημιουργούνται σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο. Έχουν πολλές εφαρμογές, από τη δοκιμή θεμελιωδών φυσικών θεωριών έως την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων. Αλλά οι θερμοκρασίες τους είναι απίστευτα χαμηλές στο επίπεδο νανοκυβλίνης και κάτω (ένα kelvin ισούται με -271,15 ° C) Αυτά τα αέρια είναι ένα δισεκατομμύριο φορές πιο κρύο από τα πιο κρύα μέρη του σύμπαντος, και δημιουργούνται εδώ στη Γη.
Τι είναι το αέριο Fermi;Όλα τα σωματίδια του Σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένων των ατόμων, ανήκουν σε έναν από τους δύο τύπους - "μποζόνια" και "φερμιόνια". Το αέριο Fermi αποτελείται από φερμιόνια που πήρε το όνομά του από τον φυσικό Enrico Fermi. Σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, τα μποζόνια και τα φερμόνια συμπεριφέρονται πολύ διαφορετικά. Ενώ τα μποζόνια ομαδοποιούνται, τα φερμιόνια είναι το αντίθετο. Αυτή η ιδιότητα δυσκολεύει πραγματικά τη μέτρηση της θερμοκρασίας τους.
Ένα θερμόμετρο είναι απλώς ένα φυσικό σύστημαποιες ιδιότητες αλλάζουν με τη θερμοκρασία με προβλέψιμο τρόπο. Για παράδειγμα, μπορείτε να μετρήσετε τη θερμοκρασία του σώματός σας μετρώντας τη διαστολή του υδραργύρου σε ένα γυάλινο σωλήνα. Το νέο θερμόμετρο λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο, αλλά αντί για υδράργυρο, οι επιστήμονες μετρούν την κατάσταση των μεμονωμένων ατόμων που συνδέονται (ή συσχετίζονται) με το κβαντικό αέριο.
Η νέα λύση μπορεί να εφαρμοστεί μεχρησιμοποιώντας τεχνολογίες διαθέσιμες στα σύγχρονα εργαστήρια ατομικής φυσικής Το γεγονός ότι τέτοια θεμελιώδης φυσική μπορεί να δοκιμαστεί είναι πραγματικά εκπληκτικό, τονίζουν οι επιστήμονες. Διάφορες αναδυόμενες κβαντικές τεχνολογίες, κβαντικοί αισθητήρες όπως το νέο θερμόμετρο, είναι πιθανό να έχουν τον πιο άμεσο αντίκτυπο στην επιστήμη.
Διαβάστε επίσης
Γιατί οι επιστήμονες ενδιαφέρονται τόσο για τον Ceres; Τα πάντα για τον πλανήτη στον οποίο αναζητούν ενεργά ζωή
Ένα «άφθαρτο» drone έχει σχεδιαστεί στη Ρωσία
Η έκρηξη του σουπερνόβα θα μπορούσε να προκαλέσει μαζική εξαφάνιση στη Γη