Foto: James Glover
Fyzici nemají tendenci volně používat univerzální jazyk, takže od lorda Kelvina daboval základní měřítko jeho teplotní stupnice „absolutní nula“, což by mělo být známkou toho, že existuje důvod, aby „absolutní“ povaha opatření byla brána vážně .
Na rozdíl od stupnice Celsia, kde 0 stupňů označuje bod tuhnutí sladké vody, nebo stupnice Fahrenheita, kde 0 je stabilní teplota směsi vody, ledu, chloridu amonného a mořské soli, 0 Kelvinů - absolutní nula - je teoreticky, nejchladnější věc, kterou si lze představit. To je teplota, když veškerý pohyb přichází k plazení, když se molekuly přestanou třást a atomy se přestanou pohybovat.
V Přírodě Zeeya Merali referuje o práci Stefana Brauna a jeho kolegů, skupiny fyziků, kterým se podařilo svrhnout Kelvinův absolutismus tím, že poprvé vytvořilo „atomový plyn s teplotou pod nulou“.
Díky propracovanému přístupu - využívajícímu lasery a rychle se obracející magnetická pole - vědci přišli na to, jak tlačit atomy, aby dočasně převzali energii pod absolutní nulou. Vědci manipulovali s oblakem atomů draslíku zachyceného lasery, říká Merali:
Při kladných teplotách se atomy odpuzují a konfigurace je stabilní. Tým poté rychle upravil magnetická pole a způsobil, že atomy spíše přitahovaly než odpuzovaly. "Tím se náhle přesune atomy z jejich nejstabilnějšího stavu s nejnižší energií na nejvyšší možný energetický stav, než začnou reagovat, " říká Schneider. "Je to jako procházet údolím a okamžitě se ocitnout na vrcholku hory."
Při pozitivních teplotách by byl takový obrat nestabilní a atomy by se zhroutily směrem dovnitř. Tým však také upravil zachycovací laserové pole tak, aby bylo pro atomy energeticky výhodnější držet se ve svých polohách. Tento výsledek, popsaný dnes ve vědě, označuje přechod plynu z těsně nad absolutní nulu na několik miliardtin Kelvina pod absolutní nulu.
Vědci si představují, že pokud by nové materiály mohly být nějak vyrobeny z atomů pod bodem mrazu, pak by pravděpodobně jednaly nějakým mocným podivným způsobem.
Například Rosch a jeho kolegové spočítali, že zatímco mraky atomů by normálně byly přitahovány dolů gravitací dolů, pokud je část oblaku na záporné absolutní teplotě, některé atomy se budou pohybovat směrem nahoru a zjevně vzdorují gravitaci.
I ve fyzice se zdá, že některá pravidla jsou porušena.
Více z Smithsonian.com:
Nejchladnější místo ve vesmíru
Absolutní nula
