นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันและชาวดัตช์มีอุณหภูมิต่ำสุดใหม่

นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันและชาวดัตช์มีอุณหภูมิต่ำสุดใหม่ความหนาวเย็นที่มนุษย์สร้างขึ้นและวัดได้มากที่สุดในขณะนี้ถูกผลักให้เหลือภายในหนึ่งในสี่ของระดับศูนย์สัมบูรณ์ จุดที่ไม่มีความร้อนที่ไม่สามารถบรรลุได้ซึ่งการเคลื่อนที่ทั้งหมดของโมเลกุลหยุดลงและที่ซึ่งก๊าซจะไม่ออกแรงดันใดๆนักวิจัยสองกลุ่ม กลุ่มหนึ่งอยู่ที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียและอีกกลุ่มหนึ่งในฮอลแลนด์ โดยใช้วิธีการใหม่ที่เหมือนกันในหลักการ ได้มาถึงอุณหภูมิต่ำพิเศษที่ 0.25 องศาสัมบูรณ์ และ “ต่ำกว่า 0.27 องศาสัมบูรณ์อย่างแน่นอน” ตามลำดับ

นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียคือ 

Drs WF Gauque และ DP MacDougall ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์คือ Prof. WJ de Haas และ EC Wiersma of Leyden และ Prof. HA Kramers of Utrecht ชาวอเมริกันทำงานของพวกเขาก่อนหน้านี้และตีพิมพ์ครั้งแรก ดังนั้นพวกเขาจึงถือบันทึก

Dr. Heike Kamerlingh Onnes ผู้บุกเบิกการวิจัยที่อุณหภูมิต่ำซึ่งทำงานที่ Leyden ประเทศฮอลแลนด์ ใช้วิธีการลดอุณหภูมิโดยการลดความดันไอของฮีเลียมเหลว เขามีอุณหภูมิถึง 0.82 องศาสัมบูรณ์และใช้วิธีเดียวกันนี้โดยผู้สืบทอดตำแหน่ง Dr. WH Keesom จาก Leyden เมื่อปีที่แล้วเพื่อให้ได้ 0.71 องศา

บันทึกอุณหภูมิต่ำแบบใหม่นี้เกิดจากการใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อสารถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก สารจะร้อนขึ้น การใช้ฮีเลียมเหลวที่ทำขึ้นโดยการทำให้เย็นลง การทำให้เป็นของเหลว และแข็งตัวของอากาศ จากนั้นจึงทำให้ไฮโดรเจนเป็นของเหลวเพื่อทำให้ฮีเลียมเย็นลง สารจะถูกทำให้เย็นลงให้น้อยที่สุด จากนั้นจะถูกแม่เหล็ก มันร้อนขึ้น ฮีเลียมเหลวใช้เพื่อขจัดความร้อนนั้น จากนั้นจึงทำการล้างอำนาจแม่เหล็กโดยดูแลไม่ให้เป็นฉนวนความร้อน มันจะเย็นลงอันเป็นผลมาจากการล้างอำนาจแม่เหล็ก ดังนั้นจึงมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่าที่เคยเป็นมา ในทางเทคนิค วิธีการนี้เรียกว่า “การล้างอำนาจแม่เหล็กแบบอะเดียแบติกของเกลือพาราแมกเนติก”

UPDATE | 31 ธันวาคม 2554

นักฟิสิกส์ยังคงลดระดับลง

ในปี 1995 นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นก๊าซของอะตอมรูบิเดียมกลายเป็นคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ (แสดงข้อมูลการกระจายความเร็ว)

กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ห้ามไม่ให้นักวิทยาศาสตร์เข้าถึงศูนย์สัมบูรณ์ แต่นั่นไม่ได้หยุดการแข่งขันระหว่างพวกเขาจากการพยายามเข้าใกล้ให้มากที่สุด

ตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1930 ถึง 1990 Science News ได้ตีพิมพ์เรื่องราวอย่างน้อยสามโหลเกี่ยวกับการแข่งขันจนถึงอุณหภูมิต่ำ ติดตามบันทึกใหม่ขณะที่พวกเขาตกลงจากหนึ่งในพันของระดับที่สูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์ (มิลลิเคลวิน) เป็นล้าน (ไมโครเคลวิน) ถึงพันล้านส่วน (นาโนเคลวิน)

การค้นพบครั้งใหญ่เกิดขึ้นในปี 1995 เมื่อนักวิจัย Eric Cornell และ Carl Wieman ได้ทำให้ก๊าซของอะตอมรูบิเดียมเย็นลงเหลือประมาณ 20 นาโนเคลวิน เมื่ออุณหภูมิลดลง สถานะของสสารใหม่ก็ปรากฏขึ้น อะตอมสูญเสียความเป็นตัวของตัวเองและเริ่มทำตัวเป็นซูเปอร์อะตอม สารที่เรียกว่าคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ถูกทำนายไว้ในปี ค.ศ. 1920 โดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ และนักฟิสิกส์ชาวอินเดีย Satyendra Nath Bose

การค้นพบในปี 2538 เป็นแรงบันดาลใจให้เกิดกิจกรรมมากมายในเขตอากาศหนาวจัด นักวิทยาศาสตร์รีบเข้าไปสำรวจคุณสมบัติแปลกประหลาดของคอนเดนเสทและรับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับคำถามทางกายภาพขั้นพื้นฐาน แต่ความพยายามเหล่านั้นไม่ได้ทำให้การแข่งขันตกราง หากมีสิ่งใด ผู้เข้าแข่งขันจำนวนมากขึ้นก็ปรากฏตัวขึ้นในขณะที่นักวิทยาศาสตร์เริ่มทำให้สิ่งที่ตนเลือกเย็นลงเพื่อพยายามค้นพบปรากฏการณ์ที่ผิดปกติ

ในปี 2546 ทีมงานที่นำโดย Wolfgang Ketterle แห่ง MIT ผู้ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2544 กับ Cornell และ Wieman สำหรับความพยายามที่เย็นจัดได้สร้างคอนเดนเสทของโซเดียมอะตอมที่ 450 picokelvins ในปีนี้ใน Physical Review Letters Ketterle และเพื่อนร่วมงานรายงานว่าสิ่งที่เรียกว่า “ส่วนผสมของการหมุน” เย็นลงเหลือ 50 picokelvins ที่ต่ำเป็นประวัติการณ์ (หนึ่งในยี่สิบพันล้านขององศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์)

และไม่ใช่แค่อะตอมเท่านั้นที่ได้รับความสนใจ มีการแข่งขันแบบขนานกันสำหรับโมเลกุล ( SN: 12/20/08, p. 22 ) และสำหรับวัตถุทางกลที่ถูกทำให้เย็นลงด้วยการสัมผัสของแสง ( SN: 5/7/11, p. 24 ) —เอลิซาเบธ ควิลล์ 

แนะนำ : รีวิวหนังไทย | คู่มือพ่อแม่มือใหม่ | แม่และเด็ก | เรื่องผี | แคคตัส กระบองเพชร