טמפרטורות נמוכות כאלה מתרחשות בענני אטומים המכונים גזי פרמי. הם נוצרו עבור
פרופסור גולד, ראש קבוצת QuSys של טריניטי, מסביר מהו גז אולטרה-קר.
הדרך הרגילה לפיזיקאים לחשוב על גז היאהאם להשתמש בתיאוריה המכונה מכניקה סטטיסטית. אך עם כניסת מכניקת הקוונטים הכל השתנה. תחזית ידועה של מכניקת הקוונטים היא כי אטומים בודדים מתחת לטמפרטורה הקריטית יכולים להשתלב עם אטומים אחרים לגל מקרוסקופי יחיד עם תכונות אקזוטיות. חיזוי זה הוביל לחיפוש ניסיוני בן מאה שנים אחר הגעה לטמפרטורות קריטיות. הצלחה הושגה לבסוף בשנות ה -90 עם יצירת גזים אולטרה-קרירים מקוררים על ידי לייזרים (פרס נובל לשנת 1997) והכילו שדות מגנטיים חזקים - הישג שזכה בפרס נובל לשנת 2001.
פרופסור גולד, ראש קבוצת QuSys של טריניטי
גזים אולטרה-קרד שכאלו שכיחים כיוםנוצרים במעבדות ברחבי העולם. יש להם יישומים רבים, החל מבדיקת תיאוריות פיזיקליות בסיסיות ועד גילוי גלי כבידה. אך הטמפרטורות שלהם נמוכות להפליא ברמת הננוקלווין ומטה (קלווין אחד שווה –271.15 מעלות צלזיוס). הגזים הללו קרים פי מיליארד מהמקומות הקרים ביקום, והם נוצרים ממש כאן על כדור הארץ.
אז מה זה גז פרמי? כל החלקיקים ביקום, כולל אטומים, שייכים לאחד משני סוגים - "בוזונים" ו"פרמיונים ". גז פרמי מורכב מפרמיונים על שם הפיזיקאי אנריקו פרמי. בטמפרטורות נמוכות מאוד, בוזונים ופרמיונים מתנהגים בצורה שונה מאוד. בעוד שבוזונים מקובצים יחד, פרמיונים הם ההפך. מאפיין זה למעשה מקשה על מדידת הטמפרטורה שלהם.
מדחום הוא רק מערכת, פיזיתאילו מאפיינים משתנים עם הטמפרטורה באופן צפוי. לדוגמא, תוכלו למדוד את חום גופכם על ידי מדידת התפשטות הכספית בצינור זכוכית. המדחום החדש פועל באופן דומה, אך במקום כספית מדענים מודדים את מצב האטומים הבודדים שקשורים (או מתואמים) לגז הקוונטי.
ניתן ליישם את הפיתרון החדש עםבאמצעות טכנולוגיות הקיימות במעבדות מודרניות לפיזיקה אטומית. העובדה שניתן לבדוק פיזיקה בסיסית שכזו היא באמת מדהימה, מדגישים מדענים. טכנולוגיות קוונטיות שונות, חיישנים קוונטיים כמו מד החום החדש, עשויות להיות בעלות ההשפעה הישירה ביותר על המדע.
קרא גם
מדוע מדענים מתעניינים כל כך בסרס? כל מה שקשור לכוכב הלכת עליו הם מחפשים באופן פעיל את החיים
מזל"ט "בלתי ניתן להריסה" תוכנן ברוסיה
פיצוץ סופרנובה עלול לגרום להכחדה המונית על כדור הארץ