MIT loob kõigi aegade kõige külmemad molekulid

molekul

Isegi kui asjad on tavapärases mõttes 'külmad', pole need füüsika seisukohalt tegelikult väga külmad. Teaduslik temperatuuri skaala on Kelvin ja null Kelvin on absoluutne null - kõige külmem võib olla. MIT-i teadlastel on õnnestunud molekulide klastrit jahutada, et registreerida madalad temperatuurid - 500 nanokelvini, mis on vaid 500 miljardikku pügalat absoluutsest nullist kõrgem. Need molekulid olid mõnda aega teadaoleva universumi kõige külmemad objektid.



Selles katses kasutavad teadlased absoluutse nulli lähedale jõudmiseks naatriumkaaliumi (väga ebatavalist). Võib olla raske mõista, kui hämmastavalt külm on absoluutne null. See on sama mis -459,67 kraadi Fahrenheiti või -273,15 kraadi Celsiuse järgi. See on rohkem kui miljon korda külmem kui tähtedevaheline ruum.

Küsimus pole ainult temperatuuris molekulaarsel tasemel, vaid ka liikumises. Kui molekulid kuumenevad, suureneb nende kineetiline energia ja seega ka liikumine. Jää kuumutamisel on molekulidel rohkem energiat ning need muutuvad lõpuks veeks ja seejärel auruks. Kui suudate molekule viia absoluutsesse nulli, peaks kogu liikumine peatuma (teoreetiliselt). Absoluutse nulli saavutamine ei pruugi olla võimalik, kuna alati toimub soojuse hajumine väljastpoolt süsteemi, kuid väga lähedale jõudmine võib pakkuda vihjeid eksootilisele ainele, millest praegu võime ainult unistada.



gaasNäiteks see ebatavaline molekulaarne gaas - naatrium ja kaalium ei moodusta normaalsel temperatuuril molekulaarset sidet, kuna mõlemal on positiivne laeng. Meeskond leidis aga, et nii meeletult madalale temperatuurile jahutatult võivad need aatomid moodustada keeruka molekuli. Võite seda tehniliselt nimetada molekuliks, kuid see pole eriti stabiilne. Need aatomid püsisid kontaktis ainult umbes 2,5 sekundit, kuid see on füüsika mõistes pikka aega.



MIT meeskond kasutas selles katses aatomite jahutamiseks aurustamise ja laserite kombinatsiooni. Molekulide moodustamiseks aatomite lähemale tõmbamiseks kasutati magnetvälja. Saadud naatriumkaaliumi molekulide jahutamiseks kasutati teist laserite komplekti. Üks laser oli häälestatud molekuli algsesse vibreerimisolekusse, teine ​​aga madalaima võimaliku energiaolekuni. Molekul neelas madalsagedusliku laseri energiat ja juhtis selle tagasi kõrgsagedusliku laseri kaudu. Tulemuseks oli molekuli energia ja temperatuuri langetamine peaaegu absoluutsesse nulli. Selle säilitamine mis tahes mõõdetava aja jooksul on huvitav, kuid mitu sekundit on suur asi.

The järgmine samm selles uurimisvaldkonnas on proovida hoida neid ebaloomulikke molekule kauem puutumatuna, surudes temperatuuri absoluutsele nullile veelgi lähemale. See võimaldaks teadlastel jälgida kvantmehaanilisi mõjusid, mida on normaalsel temperatuuril molekulidega võimatu uurida.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com