Fizikçiler, polar moleküllerden oluşan bir gazı soğutmak için dönen bir mikrodalga alanı kullandılar.
Araştırmacılar, deneyleri içinlazer radyasyonu kullanılarak optik bir tuzakta tutulan sodyum ve potasyum moleküllerinden oluşan bir gaz kullandı. Fizikçiler, tek tek atomlara uygulanan bir teknik olan evaporatif soğutmayı kullanarak gazı soğutdu.
Süper soğuk gazın üretildiği vakum odası. Resim: Max Planck Topluluğu
Bu yöntemin çalışma prensibi,Manyetik bir tuzakta parçacıkların çarpışması. Birbirleriyle çarpışan bireysel atomlar, kinetik enerjilerinin bir kısmını aktarır. Zamanla, tek tek atomlar diğerlerinden çok daha enerjik hale gelir ve tuzaktan çıkarlar, sistemin enerjisini ve içinde kalan atom grubunun sıcaklığını düşürürler.
Polar moleküller düzensizbilim adamları, elektrik yükünün dağılımını açıklıyor. Serbest atomlardan farklı olarak birbirlerini döndürebilir, titreştirebilir, çekebilir veya itebilirler. Küçük mıknatıslar gibi davranırlar ve soğumayı önleyerek birbirine yapışabilirler.
Bu sınırlamayı aşmak için araştırmacılarmoleküller için bir enerji kalkanı görevi gören ve onların birbirine yapışmasına ve yapışmasına izin vermeyen özel olarak hazırlanmış bir elektromanyetik alan kullandı. Alanın etkisi altında, iki molekül birbirine çok yaklaşırsa, kinetik enerji alışverişi yapabilirler, ancak aynı zamanda birbirlerini itecek ve farklı yönlerde hızlı hareket edecek şekilde sıralanırlar.
Sodyum atomlarının lazerle soğutulması ve görselleştirilmesi için sarı ışık üreten sodyum lazer. Resim: Max Planck Topluluğu
Gerekli olan bir mikrodalga alanı oluşturmak içinAraştırmacılar, sodyum-potasyum moleküllerinden oluşan bir gaz içeren optik bir tuzağın altına sarmal bir anten yerleştirdiler. Bu deney düzeneğinde moleküller, molekül başına ortalama olarak yaklaşık 500 kez olmak üzere çok daha sık çarpışmaya başladı.
Sonuç olarak, saniyenin sadece üçte biri kadar sonra sıcaklık, kritik "Fermi sıcaklığı"nın oldukça altında olan yaklaşık 21 nK'ye ulaştı, bu sınırın altında kuantum etkilerinin gazın davranışını belirlediği sınır.
Araştırmacılar, yeni soğutma teknolojisinin daha önce teorik olarak tahmin edilen çeşitli kuantum madde formlarının yaratılmasına ve incelenmesine izin vereceğine inanıyor.
Kapak fotoğrafı: Mikrodalga gazlı buzdolabının sanatsal görünümü. Kaynak: Max Planck Topluluğu
Daha fazla oku:
Süpersonik uçak saatte 2000 km hızla uçacak ve 3,5 saatte okyanusu geçecek.
Bilim adamları, bir çiçek zannettikleri dokunaçlı garip bir yaratığı filme aldılar.
"İkili sistemin ötesine geçen" bir kuantum bilgisayar yarattı