Китайские ученые в ходе эксперимента на борту космической станции Tiangong охладили группу атомов до температуры, максимально приближенной к абсолютному нулю. Это достижение стало новым мировым рекордом, который был зафиксирован в условиях микрогравитации.
Для достижения результата исследователи использовали так называемые «оптические пинцеты», или оптическую дипольную ловушку. В этот лазерный луч было помещено 20 тысяч атомов рубидия, чтобы максимально ограничить их движение.
Сочетание ограничений в ловушке и невесомости, которая обеспечивается на орбите, позволило снизить температуру облака атомов до 10 пикокельвинов. Это значительно ниже показателей, которых можно добиться в земных условиях. Абсолютный ноль, составляющий минус 273,15 градуса Цельсия, считается теоретическим пределом, при котором прекращается движение всех частиц в объекте.
Квантовое состояние вещества
В результате охлаждения атомы перешли в особое квантовое состояние, известное как конденсат Бозе — Эйнштейна. В этом «пятом состоянии» вещества сверххолодные атомы объединяются в группу и начинают вести себя как одна единая частица.
Ранее подобные опыты проводились на МКС, где удалось достичь температуры в 52 пикокельвина. Также фиксировались показатели в 38 пикокельвинов при свободном падении атомов в высокой башне.
Перспективы и ограничения
Авторы работы, опубликованной 5 ноября в журнале Science, отметили, что рекордный результат может дать толчок новому поколению экспериментов по квантовому моделированию и высокоточным измерениям в космосе.
Несмотря на успех, физики полагают, что достичь абсолютного нуля невозможно. Согласно третьему закону термодинамики, частицы всегда будут обладать определенным уровнем энтропии (беспорядка). Профессор физики из Университета штата Миссури Сайбал Митра пояснил, что для достижения абсолютного нуля потребовалось бы бесконечное количество этапов охлаждения.
