
不来梅的滴塔已被用来达到自由落下的rubidium原子中记录的最冷的温度。图片来源:Heide Pinkall/Shutterstock.com
有史以来最冷的温度的记录被rubidium气体冷却至38 picokelvins(3.8 * 10-11k)。这项工作可能导致对量子力学的新见解。
温度是原子或分子振动中能量的量度。理论上最低的温度为绝对零 - 0 K或-273.15ºC(-459.67ºF),这将需要完全停止运动。实际上,这可能是不可能的,但是几十年来,物理学家已经表明,我们可以通过使用激光来潮湿原子运动来变得非常非常接近。
在物理评论信德国科学家报告说,比以往任何时候都接近零。
恩斯特·拉塞尔教授莱布尼兹大学(LeibnizUniversität)汉诺威(Hannover)和合着者在不来梅大学110米(360英尺)高的不来梅下降塔的顶部放置了100,000个rubidium原子。陷阱形成所谓的“物质波镜头”,通过将无限的原子聚焦通过将它们冷却到它们成为一个Bose-Einstein冷凝物(BEC),原子集合可以表现出量子行为的状态,就好像它们是单个亚原子粒子/波一样。
关闭陷阱可以使冷凝物在各个方向上膨胀,从而进一步冷却。然后允许BEC自由落下塔的长度,而检测器观察到其行为。
整个过程仅持续两秒钟,尽管建模表明可以使用17秒,而作者希望利用更长的时间表来探索BEC行为,并消除了振动的扭曲。
伴随着观点文章朴次茅斯大学Vincenzo Tamma博士没有参与研究的人说,这项工作可以“在量子水平上测试重力”。 BEC中的干扰模式部分取决于重力效应。由于我们对量子物理学的理解与一般相对论的重力描述之间的不一致,这可能代表物理学的最大难题,这项工作为探索物理学的最基本提供了机会。塔玛还认为该技术寻找某些形式的暗物质。
十万个原子听起来可能很大,但实际上它比化妆销的头少了5000万倍,给予或有点变化原子和销钉头的尺寸。当400公斤(882磅)的铜块是冷却至0.006 K。为了到达那里,研究人员需要数千年前开采的铅,这给了时间来进行通过暴露于矿石中其他放射性元素衰减的放射性同位素。这是通过(对我们)发现的一个罗马厨房的偶然发现,该厨房沉没了撒丁岛沿岸西班牙领导人,旨在在罗马内战中使用。
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