Oamenii de ştiinţă chinezi au reuşit să răcească atomi până la cea mai scăzută temperatură înregistrată vreodată, folosind o capcană laser la bordul staţiei spaţiale chineze Tiangong, transmite vineri Live Science care citează un articol publicat la 5 noiembrie în revista Science, arată Agerpres.
Staţia Tiangong a găzduit un experiment în cadrul căruia atomii au fost răciţi până la 10 picokelvini – o valoare situată abia deasupra pragului zero absolut (minus 273,15 grade Celsius, dincolo de care un sistem fizic nu mai poate pierde energie pentru că toate particulele încetează să se mişte).
Cercetătorii chinezi au reuşit acest lucru folosind „pensete optice” – denumite mai formal capcane optice dipolare (ODT) – care menţin atomii într-un fascicul laser. Echipa a plasat 20.000 de atomi de rubidiu în astfel de capcană pentru a le limita mişcarea. Această reducere a mişcării, combinată cu starea de imponderabilitate generată de mediul cu gravitaţie scăzută de la bordul staţiei spaţiale, a dus la răcirea norului de atomi până la temperaturi mult mai scăzute decât cele posibile pe Pământ.
Rezultatele experimentului ar putea contribui la îmbunătăţirea viitoarelor cercetări desfăşurate în spaţiu, a precizat echipa.
„Această temperatură, record prin nivelul său extrem de scăzut, ar putea stimula o nouă generaţie de experimente bazate pe capcane optice dipolare (ODT), vizând simularea cuantică şi măsurătorile de precizie în spaţiu”, au scris cercetătorii în lucrarea publicată.
În ciuda acestei realizări, este puţin probabil ca oamenii de ştiinţă să poată atinge vreodată zero absolut. O interpretare a principiului al treilea al termodinamicii – care analizează comportamentul sistemelor pe măsură ce se apropie de zero absolut – sugerează că particulele vor păstra întotdeauna un anumit grad de entropie (dezordine), ceea ce face ca atingerea zero absolut să fie imposibil de atins.
„O versiune a principiului al treilea al termodinamicii afirmă că ar fi necesar un număr infinit de paşi pentru a ajunge la zero absolut, ceea ce înseamnă că nu se poate ajunge niciodată acolo”, explica Saibal Mitra, profesor de fizică la Missouri State University, într-un interviu acordat Live Science în 2024.
De asemenea, dacă oamenii de ştiinţă ar reuşi să atingă zero absolut, ar fi încălcat şi principiul al doilea al termodinamicii, care stipulează că entropia creşte întotdeauna, a adăugat el. „Dacă am avea un radiator de răcire pasivă la zero absolut, am putea construi o maşinărie cu o eficienţă de 100%”, a spus Mitra.
Cu toate acestea, spaţiul cosmic facilitează apropierea de zero absolut. Cercetătorii au utilizat un ansamblu de atomi aflaţi în imponderabilitate pentru a crea o stare cuantică a materiei cunoscută sub numele de condensat Bose-Einstein. În această stare, atomii extrem de reci se aglomerează, formând o „a cincea stare” a materiei, în care se comportă ca şi cum ar fi un singur atom.
Această aglomerare de atomi extrem de reci, obţinută pe staţia Tiangong, urmează unor experimente similare efectuate pe Staţia Spaţială Internaţională (ISS), unde s-au atins 52 de picokelvin, şi dintr-o cădere în imponderabilitate, provocată prin lăsarea în cădere liberă dintr-un turn înalt, în cadrul căreia atomii au ajuns la 38 de picokelvin, conform Science.
sursa – AGERPRES
