Çin, Tiangong’da atomları 9,7 pikokelvine soğuttu: Uzayda yeni soğukluk rekoru

Çinli bilim insanları, Tiangong uzay istasyonundaki bir deneyde rubidyum atomlarını 9,7 pikokelvine kadar soğuttu. Bu, uzayda bugüne kadar ölçülen en düşük sıcaklık; önceki rekor yaklaşık dört kat geride kaldı.

Pikokelvin, kelvinin trilyonda biri demek. Mutlak sıfıra, yani maddenin en durgun hâline bu kadar yaklaşınca atomlar neredeyse kıpırdamaz hâle geliyor ve Bose-Einstein yoğuşması denen tuhaf bir duruma geçebiliyor: binlerce atom tek tek parçacık gibi değil, tek bir kuantum dalgası gibi davranıyor.

Bunu da okuyun: NASA’dan öğrencilere 1 milyon dolarlık Ay üssü yarışması: Fikir bekleniyor

Deney nasıl yapıldı?

Ekip yaklaşık 20 bin rubidyum atomunu önce lazerle soğuttu, ardından enerjisi yüksek atomları sistemden atarak geride kalanları daha da serinletti. Atomlar sonra lazer ışınlarıyla kurulan bir optik tuzağa alındı, bu tuzak genişletilip gevşetilince atom bulutunun yayılma enerjisi iyice düştü. Ölçümler belirsizlik payıyla 7,0 ile 12,9 pikokelvin arasında bir değer verdi.

Yerde bu tür deneylerin önündeki en büyük engel yer çekimi. Atomlar tuzağın içinde aşağı doğru kayıyor ve ölçüm hassasiyeti düşüyor. Yörüngedeki ağırlıksız ortam bu sorunu büyük ölçüde ortadan kaldırıyor. Önceki rekor 38 pikokelvinle bir düşme kulesinde, Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki Cold Atom Laboratory’de ise 52 pikokelvin ölçülmüştü.

Neden önemli?

Asıl kazanç süre. Çinli ekip atom bulutunu 7 saniye boyunca izleyebildi; düşme kulesinde bu süre 2, ISS’teki çalışmada 1 saniyeydi. Daha uzun gözlem, kuantum fiziğinde yerde yapılması zor deneylerin ve çok hassas ölçüm cihazlarının önünü açabilir. Bir not: burada söz edilen değer klasik termometre sıcaklığı değil, atom bulutunun yayılma hızından hesaplanan eşdeğer sıcaklık.

Araştırmacılar bir sonraki adımda hacmi ayarlanabilen tuzaklarla daha fazla atomu aynı anda soğutmayı ve özel şekillendirilmiş lazer alanlarıyla alışılmadık kuantum hâllerini incelemeyi planlıyor.

Kaynak: DonanımHaber