При таких низких температурах атомы и молекулы перестают двигаться на атомарном и субатомном уровне, а вещество переходит в особое состояние — квантовое.
Все мы знаем, что в космосе, несмотря на обилие горячих звезд, всегда очень холодно. Температура в открытом пространстве составляет всего три градуса по шкале Кельвина, а в туманности Бумеранга, самом холодном из известных мест, температура составляет всего один градус выше абсолютного нуля. Однако ученым из NASA этого мало и они планируют провести эксперимент под названием Cold Atom Lab, в процессе которого им удастся опустить температуру до рекордно низких показателей.
В ходе эксперимента в специальной магнитной ловушке будет создано облако атомарного газа, которое охладят до температуры всего 100 пико-Кельвинов (сто триллионных градуса). При таких температурах прекращается движение атомов и молекул на атомарном и субатомном уровне, и вещество перестает находиться в газообразном, жидком или твердом состоянии, а переходит в особое состояние – квантовое.
Ученые будут работать с конденсатом Бозе-Эйнштейна, который представляет из себя облако разряженного газа, и демонстрирует необычные квантовые эффекты на температурах, близких к абсолютному нулю. Если создать два конденсата Бозе-Эйнштейна и совместить их, то они не станут смешиваться как обычные газы, а будут проходить сквозь друг друга как две волны. Сам эксперимент будет проводиться на борту МКС, так как для исследований предоставляется уникальная среда, в которой практически отсутствует гравитация, мешающая провести данные работы на Земле, сообщает geek.com.
Охлаждение газа будет проводиться в два этапа. На первом этапе газ охладят до минимально доступной температуры при помощи обычных методов. Во время второго этапа газ будет помещен в специальную магнитную ловушку, где газ будет постепенно расширяться, при этом охлаждаясь еще больше. Такое охлаждение возможно за счет базовых принципов термодинамики, ведь мы знаем, что если распылить баллон аэрозоля, то баллон станет холодным.
Кроме того, на руку ученым сыграет отсутствие гравитации на борту станции, которое позволит охладить газ до рекордно низкой температуры, ведь ловушке не придется взаимодействовать гравитационным силам.
Читайте также: Учеными было обнаружено новое самое холодное место на Земле
Пока тяжело предугадать, какие результаты можно получить в ходе эксперимента, однако ученые уверены, что благодаря Cold Atom Lab им удастся изучить эффекты квантовой механики при температурах, которые невозможно достичь на Земле.
Источник: Hi-Tech News