Foto: James Glover
Fysikere pleier ikke å bruke universelt språk fritt, så siden Lord Kelvin kalte grunnmålet på sin temperaturskala "absolutt null", skulle det være et tegn på at det er grunn til at den "absolutte" karakteren av tiltaket blir tatt på alvor .
I motsetning til centigradeskalaen, der 0 grader markerer frysepunktet for ferskvann, eller Fahrenheit-skalaen, der 0 er den stabile temperaturen til en blanding av vann, is, ammoniumklorid og havsalt, er 0 Kelvin - absolutt null - teoretisk, den kaldeste tenkelige tingen. Dette er temperaturen når all bevegelse kommer til en gjennomgang, når molekyler slutter å dirre og atomer slutter å bevege seg.
I Nature rapporterer Zeeya Merali om arbeidet til Stefan Braun og kolleger, en gruppe fysikere som klarte å styrte Kelvins absolutisme ved å skape "en atomgass med en absolutt null temperatur for første gang."
Gjennom en forseggjort tilnærming - utnyttelse av lasere og raskt-vende magnetfelt - fant forskerne ut hvordan de skulle presse atomer til midlertidig å ta på seg energier under absolutt null. Forskerne manipulerte en sky av kaliumatomer fanget av lasere, sier Merali:
Ved positive temperaturer frastøtter atomene, noe som gjør konfigurasjonen stabil. Teamet justerte deretter raskt magnetfeltene, noe som fikk atomene til å tiltrekke seg i stedet for å avvise hverandre. "Dette flytter plutselig atomene fra deres mest stabile tilstand med lavest energi til høyest mulig energitilstand før de kan reagere, " sier Schneider. "Det er som å gå gjennom en dal, og deretter finne deg selv på fjelltoppen."
Ved positive temperaturer ville en slik tilbakeføring være ustabil og atomene kollapse innover. Men teamet justerte også fangstlaserfeltet for å gjøre det mer energisk gunstig for atomene å holde seg i sine posisjoner. Dette resultatet, beskrevet i dag i Science, markerer gassens overgang fra like over absolutt null til noen få milliardedeler av en Kelvin under absolutt null.
Forskere ser for seg at hvis nye materialer på en eller annen måte kunne lages av atomer under frysepunktet, ville de antagelig virket på noen mektige rare måter.
For eksempel har Rosch og kollegene beregnet at mens atomer skyer normalt ville bli trukket nedover av tyngdekraften, hvis en del av skyen har en negativ absolutt temperatur, vil noen atomer bevege seg oppover, og tilsynelatende trosse tyngdekraften.
Selv i fysikken ser det ut til at noen regler blir brutt.
Mer fra Smithsonian.com:
Universitetets kaldeste sted
Absolutt null
