В Калифорнии работают над созданием самого холодного места во Вселенной

И у команды CAL уже есть одно высокотехнологичное достижение: американским ученым удалось получить ультрахолодный квантовый газ на основе калия и рубидия на Земле еще до его создания в космосе. Однако в условиях земной гравитации возможности исследователей ограничены физическим пределом в несколько нанокельвинов выше абсолютного нуля (нано – это 10^-9). Поэтому дальнейшие исследования астрофизики планируют проводить на МКС.

Члены команды Лаборатории холодного атома Дэвид Эвелин и Анита Сенгупта
на фоне вакуумной камеры, в которой проводятся эксперименты
по созданию ультра-холодного квантового газа
Фото: CAL в Twitter

Собственно, зачем ученые бьются над ультра-холодной материи? Для того чтобы наблюдать феноменальные квантово-механические явления (конденсат Бозе-Эйнштейна, сверхпроводимость, сверхтекучесть), которые происходят при температуре, близко к абсолютному нулю. Ультра-холодные атомы могут стать ключом к изобретению совершенных квантовых датчиков для измерения столь чувствительных величин, как например, сила тяжести или магнитное поле.

Создание материи с ультранизкой температурой также позволит глубже понять основы функционирования Вселенной. При правильных условиях, которые пытаются воссоздать в лаборатории CAL, в ультра-холодном газе содержатся трехатомные молекулы. Интересно, что эти атомы в тысячу раз больше элементарных частиц в стандартных молекулах. В результате в ультра-холодном газе молекулы получаются «пушистыми», то есть имеют низкую плотность, и при несоблюдении режима низких температур быстро распадаются.

Как отмечает нобелевский лауреат (за открытие конденсата Бозе-Эйнштейна) Эрик Корнелл, физик из Университета Колорадо и Национального института стандартов и технологий и по совместительству член команды CAL, атомы в описанной выше структуре ведут себя удивительным, до конца непонятным для ученых образом. Поэтому исследователи надеются, что результаты их работы позволят глубже разобраться в правилах взаимодействия, например, такой сложной группы космических тел как Земля-Луна-Солнце.

Что касается экспериментов на МКС, то в условиях космической лаборатории ученые хотят получить температуру, которую при переводе в показатель по шкале Фаренгейта нельзя отличить от абсолютного нуля – 100 пикокельвинов (пико – это 10^-12). Напомним, что по Фаренгейту абсолютный ноль равен  -459,67^о, а цель астрофизиков – создать среду, которая всего на одну десятую миллиардную долю теплее этой температуры.