Команде ученых из университетов Колорадо и Калифорнии удалось охладить газообразное вещество до температуры 50 нанокельвинов. Это мировой рекорд, какого ранее не было.
Это 50 миллиардных долей Кельвина, или просто немного выше абсолютного нуля, самой низкой теоретически возможной температуры. Молекулы находятся в минимально возможных энергетических состояниях, образуя то, что известно как вырожденный ферми-газ. В качестве «подопытного» использовалось соединение калия с рубидием — KRb.
В квантовом газе все свойства молекул квантованы, подобно ступенькам лестницы или музыкальных нот. Охлаждение газа до самых низких температур дает исследователям максимальный контроль над молекулами. Два участвующих в процедуре атома относятся к разным классам: калий — это фермион (с нечетным числом субатомных компонентов, называемых протонами и нейтронами), а рубидий — это бозон (с четным числом субатомных компонентов). Получается газ Ферми-Дирака — экзотическое вещество, которое не может охладиться до абсолютного нуля, поскольку его частицы обязаны продолжать движение и, стало быть, иметь кинетическую энергию, т. е. — ненулевую температуру.
Команда ученых охладила 100 000 молекул до 250 нК и 25 000 молекул до 50 нК. До этого двухатомные молекулы в максимальных количествах порядка десятков тысяч охлаждались до температур не ниже нескольких сотен нК. При этом вещество остается стабильным несколько секунд.
Полученный газ может представлять немалый интерес для физиков. Его плотность такова, что квантовые эффекты в нем преобладают над классическими — длина волны, описывающей молекулы, превышает расстояние между ними. Это означает, что перед нами очень специфическое вещество, свойства которого должны быть обстоятельно изучены.
По информации https://www.popmech.ru/science/news-465162-ustanovlen-mirovoy-rekord-holoda-sredi-gazov/
Обозрение "Terra & Comp".
