Evrendeki en soğuk sıcaklıkları ölçmek için tasarlanmış bir kuantum termometre

Bu tür ultra düşük sıcaklıklar, Fermi gazları olarak bilinen atom bulutlarında meydana gelir.Şunun için üretildiler:

Aşırı kuantum durumlarında maddenin davranışını incelemek.

Trinity'nin QuSys Grubu başkanı Profesör Gould, ultra soğuk gazın ne olduğunu açıklıyor.

Fizikçilerin gaz hakkında düşündükleri standart yolİstatistiksel mekanik olarak bilinen bir teori kullanmaktır. Ancak kuantum mekaniğinin gelişiyle her şey değişti. Kuantum mekaniğinin iyi bilinen bir tahmini, kritik sıcaklığın altındaki tek tek atomların diğer atomlarla birleşerek egzotik özelliklere sahip tek bir makroskopik dalga oluşturabilmesidir. Bu tahmin, kritik sıcaklıklara ulaşmak için asırlık bir deneysel araştırmaya yol açtı. Başarı nihayet 1990'larda lazerlerle soğutulan (1997 Nobel Ödülü) ve güçlü manyetik alanların içerdiği ilk ultra soğuk gazların yaratılmasıyla elde edildi - 2001 Nobel Ödülü'nü kazanan bir başarı.

Profesör Gould, Trinity QuSys Grubu Başkanı

Bunlar gibi aşırı soğuk gazlar artık yaygındırdünya çapındaki laboratuvarlarda oluşturulur. Temel fiziksel teorileri test etmekten yerçekimi dalgalarını tespit etmeye kadar pek çok uygulamaya sahiptirler. Ancak nanokelvin seviyesinde ve altında sıcaklıkları inanılmaz derecede düşüktür (bir kelvin –271,15 ° C'ye eşittir). Bu gazlar, evrendeki en soğuk yerlerden milyarlarca kat daha soğuktur ve burada, Dünya'da yaratılırlar.

Peki Fermi gazı nedir? Atomlar da dahil olmak üzere Evrendeki tüm parçacıklar iki türden birine aittir - "bozonlar" ve "fermiyonlar". Fermi gazı, fizikçi Enrico Fermi'nin adını taşıyan fermiyonlardan oluşur. Çok düşük sıcaklıklarda bozonlar ve fermiyonlar çok farklı davranır. Bozonlar bir arada gruplanırken, fermiyonlar tam tersidir. Bu özellik aslında sıcaklıklarını ölçmeyi zorlaştırır.

Bir termometre sadece bir sistemdir, fizikselhangi özellikler tahmin edilebilir bir şekilde sıcaklıkla değişir. Örneğin, bir cam tüpteki cıvanın genişlemesini ölçerek vücut sıcaklığınızı ölçebilirsiniz. Yeni termometre benzer şekilde çalışır, ancak bilim adamları cıva yerine kuantum gazı ile ilişkili (veya ilişkili) atomların durumunu ölçer.

Yeni çözüm aşağıdakilerle uygulanabilir:modern atom fiziği laboratuvarlarında bulunan teknolojileri kullanmak. Bilim adamları, bu tür temel fiziğin doğrulanabileceği gerçeğinin gerçekten şaşırtıcı olduğunu vurguluyor. Yeni termometre gibi kuantum sensörleri gibi yeni ortaya çıkan çeşitli kuantum teknolojileri, bilim üzerinde en doğrudan etkiye sahip olacak.

Ayrıca okuyun

Bilim adamları Ceres ile neden bu kadar ilgileniyor? Aktif olarak yaşam aradıkları gezegen hakkında her şey

Rusya'da "yok edilemez" bir drone tasarlandı

Süpernova patlaması Dünya'da kitlesel yok oluşa neden olabilir