Bremen Üniversitesi Uygulamalı Uzay Teknolojisi ve Mikro Yerçekimi Merkezi'nde kemikleri donduran sıcaklık sadece birkaç saniye devam etti, ancak bu buluş, kuantum mekaniği anlayışının için uzun süredir devam eden sonuçlara sahip olabileceği yönündedir.
Bunun nedeni, mutlak sıfıra, yani termodinamik yasalarında belirtildiği gibi, teorik olarak ulaşabileceğimiz en düşük olası sıcaklığa ne kadar yaklaşırsak, o kadar tuhaf bir şekilde parçacıklar ve dolayısıyla maddeler hareket eder. Örneğin sıvı helyum, önemli ölçüde düşük sıcaklıklarda "süper akışkan" olur , yani sürtünmeden herhangi bir direnç olmadan akar. Azot -210 santigrat derecede donar . Yeterince soğuk sıcaklıklarda, bazı parçacıklar dalga benzeri özellikler bile kazanır.
Soğuk Sıcaklık Mümkün mü?
Mutlak sıfır, -273,15 santigrat dereceye veya -459,67 Fahrenheit derecesine eşittir, ancak en yaygın olarak 0 Kelvin olarak ölçülür. ScienceDaily'ye göre bu, "doğanın temel parçacıklarının minimum titreşim hareketine sahip olduğu" noktadır . Ancak bilim insanlarının aboratuvarda mutlak sıfır koşulları yaratması imkansızdır.
Bu durumda, araştırmacılar, parçacıkları neredeyse tamamen durma noktasına yavaşlatarak bir sistemin sıcaklığını düşürebilecek bir süreçle ortaya çıktıklarında atomların dalga özelliklerini inceliyorlardı. Birkaç saniye boyunca parçacıklar tamamen hareketsiz kaldı ve sıcaklık şaşırtıcı bir şekilde 38 pikokelvine ya da mutlak sıfırın 38 trilyonda biri üzerine bir derece düştü. Bu sıcaklık o kadar düşüktür ki, herhangi bir türden normal bir termometreyle bile saptanamaz. Bunun yerine sıcaklık, parçacıkların kinetik hareketinin olmamasına dayanır.
Takımın araştırma makalesine göre, buradaki mekanizma "zaman alanlı bir madde-dalga mercek sistemi" dir. Madde dalgası kulağa nasıl geliyorsa öyledir: dalga gibi davranan madde. Bu, daha önce bildiğimizi düşündüğümüz her şeyin yakından incelendiğinde biraz sallandığı kuantum fiziğinin bir parçasıdır. Bu durumda, bilim insanları kuantum gazı adı verilen bulutlu bir malzemeden oluşan elektrostatik bir "mercek" kullandılar ve bunu bir madde dalgasını odaklamak ve belirli bir şekilde davranmak için kullandılar. Normal bir gaz, ayrı parçacıkların gevşek bir düzenlemesinden oluşur, ancak bir kuantum gazı böyle tahmin edilebilir bir malzeme değildir. Bu durumda, kuantum gazı, Bose-Einstein yoğuşması adı verilen şaşırtıcı bir madde halidir .
Kuantum gaz merceği, dikkatli uyarma kullanılarak "ayarlanır". Virajın hastanın gözlerine bağlı olarak daha yakına veya daha uzağa odaklanmak üzere tasarlandığı bir gözlükteki lensleri düşünün. Bu deney için bilim insanları odağı kelimenin tam anlamıyla sonsuzluğa ayarladılar. Kuantum fiziğinin optik olarak bilinen alt kümesi içinde bu, kuantum gazının geçen parçacıkları birer birer ve şaşırtıcı derecede yavaş bir hızda geçene kadar sınırlandırdığı anlamına gelir.
Araştırmacılar , "Bose-Einstein yoğunlaşmasının (BEC) bir uyarımını manyetik bir mercekle birleştirerek, zaman alanlı bir madde dalgası mercek sistemi oluşturuyoruz" diye yazıyor . "Odak, mercekleme potansiyelinin gücüyle ayarlanır. Odağı sonsuza yerleştirerek, bir BEC'nin toplam iç kinetik enerjisini 38 pK'ye düşürürüz."
Bremen Üniversitesi, Berlin Humboldt Üniversitesi ve Johannes Gutenberg Üniversitesi Mainz'den araştırmacılar, gelecekteki araştırmacıların parçacıkları daha da yavaş hareket ettireceklerini ve en yüksek potansiyel "ağırlıksızlık" süresi 17 saniyeye kadar çıkaracağını öngörüyorlar.
