Tạo ra nhiệt độ lạnh nhất trong phòng thí nghiệm

ĐứcCác nhà khoa học tạo ra mức nhiệt gần bằng độ 0 tuyệt đối khi thả rơi buồng chân không chứa những nguyên tử rubidi dạng khí .Các nhà vật lý Đức làm lạnh nguyên tử đến nhiệt độ thấp nhất từng ghi nhận. Ảnh: DepositphotosCác nhà vật lý Đức làm lạnh nguyên tử đến nhiệt độ thấp nhất từng ghi nhận. Ảnh : DepositphotosNhóm nghiên cứu và điều tra Đức lập kỷ lục tạo ra nhiệt độ lạnh nhất từng ghi nhận trong phòng thí nghiệm, Live Science hôm 14/10 đưa tin. Cụ thể, họ tạo ra mức nhiệt cao hơn chỉ 38 phần nghìn tỷ độ K so với độ 0 tuyệt đối ( 0 độ K hay – 273,15 độ C ) .

Các chuyên gia nghiên cứu tính chất lượng tử trạng thái thứ 5 của vật chất – ngưng tụ Bose-Einstein (BEC), một dẫn xuất của khí chỉ tồn tại dưới điều kiện cực lạnh. Ở giai đoạn BEC, bản thân vật chất bắt đầu hoạt động giống một nguyên tử lớn và trở thành đề tài đặc biết hấp dẫn với các nhà vật lý lượng tử quan tâm đến tính chất cơ học của hạt hạ nguyên tử.

Nhiệt độ là thước đo sự hoạt động của phân tử, nhóm phân tử hoạt động càng nhiều thì nhiệt độ chung càng cao. Độ 0 tuyệt đối là điểm mà mọi hoạt động phân tử đều dừng lại .Gần độ 0 tuyệt đối, nhiều hiện tượng kỳ lạ kỳ lạ mở màn xảy ra. Ví dụ, ánh sáng trở thành chất lỏng hoàn toàn có thể đổ vào bình chứa, theo nghiên cứu và điều tra trên tạp chí Nature Physics năm 2017. Heli siêu lạnh ngừng ma sát ở nhiệt độ rất thấp, theo điều tra và nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications năm 2017. Tại Phòng thí nghiệm Nguyên tử Lạnh thuộc NASA, những nhà nghiên cứu thậm chí còn tận mắt chứng kiến những nguyên tử sống sót ở hai nơi cùng một lúc .

Trong thí nghiệm mới, nhóm nghiên cứu Đức “bẫy” một đám mây gồm khoảng 100.000 nguyên tử rubidi dạng khí trong từ trường bên trong một buồng chân không. Sau đó, họ làm lạnh buồng chân không tới khoảng 2 phần tỷ độ C trên độ 0 tuyệt đối.

Tuy nhiên, những nhà khoa học muốn chạm tới số lượng giới hạn xa hơn. Để đạt nhiệt độ thấp hơn, họ cần mô phỏng những điều kiện kèm theo khoảng trống sâu. Vì thế, họ mang bộ thiết bị tới Tháp thả Bremen của Cơ quan Vũ trụ châu Âu ( ESA ), TT nghiên cứu và điều tra vi trọng tải tại Đại học Bremen, Đức .Bằng cách thả buồng chân không rơi tự do trong khi bật tắt từ trường nhanh gọn khiến BEC lơ lửng mà không bị trọng tải cản trở, nhóm chuyên gia giảm vận tốc hoạt động phân tử của những nguyên tử rubidi xuống gần như bằng 0. Kết quả, BEC duy trì ở mức nhiệt 38 phần nghìn tỷ độ K trong khoảng chừng 2 giây, lập nên kỷ lục về độ lạnh trong phòng thí nghiệm. Nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Physical Review .

Địa điểm tự nhiên lạnh nhất trong vũ trụ là tinh vân Boomerang nằm trong chòm sao Centaurus, cách Trái Đất khoảng 5.000 năm ánh sáng. Nhiệt độ trung bình của nơi này là -272 độ C (khoảng 1 độ K), theo ESA.

Nhóm chuyên viên Đức cho biết, về triết lý, họ hoàn toàn có thể duy trì nhiệt độ lạnh kỷ lục tới 17 giây trong điều kiện kèm theo không khối lượng thực sự như ở ngoài vũ trụ. Trong tương lai, nhiệt độ siêu lạnh hoàn toàn có thể giúp những nhà khoa học chế tạo máy tính lượng tử tốt hơn, theo những nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts ( MIT ) .

Thu Thảo (Theo Live Science)