Sådana ultralåga temperaturer förekommer i moln av atomer som kallas Fermi-gaser. De är skapade för
Professor Gould, chef för Trinitys QuSys Group, förklarar vad ultrakold gas är.
Det vanliga sättet fysiker tänker på gas ärÄr att använda en teori som kallas statistisk mekanik. Men med tillkomsten av kvantmekanik förändrades allt. En välkänd förutsägelse av kvantmekanik är att enskilda atomer under den kritiska temperaturen kan kombineras med andra atomer till en enda makroskopisk våg med exotiska egenskaper. Denna förutsägelse ledde till ett hundraårigt experimentellt sökande för att nå kritiska temperaturer. Framgång uppnåddes äntligen på 1990-talet med skapandet av de första ultrakolda gaserna som kyldes av lasrar (Nobelpriset 1997) och innehölls av starka magnetfält - en bedrift som vann Nobelpriset 2001.
Professor Gould, chef för Trinitys QuSys Group
Ultrakolda gaser som dessa är nu vanligaskapas i laboratorier runt om i världen. De har många applikationer, allt från att testa grundläggande fysiska teorier till att upptäcka gravitationsvågor. Men deras temperaturer är otroligt låga på nanokelvin-nivån och under (en kelvin är lika med –271,15 ° C). Dessa gaser är en miljard gånger kallare än de kallaste platserna i universum, och de skapas här på jorden.
Så vad är Fermi-gas?Alla partiklar i universum, inklusive atomer, tillhör en av två typer - "bosoner" och "fermioner". Fermigas består av fermioner uppkallade efter fysikern Enrico Fermi. Vid mycket låga temperaturer beter sig bosoner och fermioner väldigt annorlunda. Medan bosoner är grupperade är fermioner motsatsen. Den här egenskapen gör det faktiskt svårt att mäta temperaturen.
En termometer är bara ett system, fysisktvars egenskaper förändras med temperaturen på ett förutsägbart sätt. Du kan till exempel mäta din kroppstemperatur genom att mäta kvicksilverutvidgningen i ett glasrör. Den nya termometern fungerar på liknande sätt, men i stället för kvicksilver mäter forskare tillståndet för enskilda atomer som är associerade (eller korrelerade) med kvantgasen.
Den nya lösningen kan implementeras medanvänder tekniker som finns tillgängliga i moderna atomfysiklaboratorier. Det faktum att sådan grundläggande fysik kan testas är verkligen fantastiskt, betonar forskare. Olika nya kvantteknologier, kvantesensorer som den nya termometern, kommer sannolikt att ha den mest direkta effekten på vetenskapen.
Läs också
Varför är forskare så intresserade av Ceres? Allt om planeten som de aktivt letar efter liv på
En "oförstörbar" drone har designats i Ryssland
Supernovaexplosion kan orsaka massutrotning på jorden