دانشمندان سردترین دمای جهان را ایجاد کردند؛ فقط برای چند ثانیه!

عصر ایران – دانشمندان سردترین شرایطی که تاکنون ثبت شده است را ایجاد کردند که تنها 38 تریلیونیم درجه بیشتر از صفر مطلق بود. 

کارشناسان دانشگاه برمن آلمان هنگام پژوهش درباره ویژگی های موج اتم ها، یکی از سردترین نقاط گیتی را برای چند ثانیه در آزمایشگاه ایجاد کردند.

صفر مطلق، صفر کلوین یا منفی 459.67 درجه فارنهایت (منفی 273.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

15 درجه سلسیوس)، نقطه ای است که در آن اتم ها هیچ انرژی نداشته و حرکت نمی کنند و این سردترین دمایی است که از نظر تئوری ممکن است به آن برسیم.

برای نزدیک شدن به این نقطه تا حد امکان، تیم پژوهشی دانشگاه برمن ابری از اتم ها را دستکاری کردند تا به جایی برسد که در یک حالت سکون مجازی قرار داشته باشد.

برای چند ثانیه این ذرات چنان بی حرکت بودند که دما به 38 پیکوکلوین که 38 تریلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق است، کاهش یافت.

به گفته تیم پژوهشی، این می تواند پیامدهای چشمگیری برای درک مکانیک های کوانتوم داشته باشد زیرا هرچه دما سردتر باشد، ماده عجیب‌تر عمل می کند.

چگالش بوز-اینشتین: حالت پنجم ماده

چگالش بوز-اینشتین پس از جامد، مایع، گاز و پلاسما به عنوان حالت پنجم ماده شناخته می شود.

این حالت از ماده در کسری بالاتر از صفر مطلق و فقط در اتم هایی که مانند بوزون ها، یکی از دو نوع ذرات بنیادی، عمل می کنند، شکل می گیرد.

زمانی که اتم های بوزونیک سرد می شوند تا یک چگالش شکل بگیرد، می توانند فردیت خود را از دست بدهند. آنها همانند یک سوپراتم بهم پیوسته بزرگ رفتار می کنند.

نخستین چگالش بوز-اینشتین تقریبا 25 سال پیش توسط پژوهشگران دانشگاه کلرادو بولدر در آمریکا نشان داده شد.

برای دستیابی به دمای بسیار پایین، تیم آلمانی فرآیندی را توسعه دادند که دمای یک سامانه را با کند کردن ذرات تا نقطه ای که تقریبا به حالت سکون کامل نزدیک شوند، کاهش می دهد.

این دما به اندازه ای پایین است که هیچ دماسنجی با قابلیت تشخیص آن وجود ندارد، از این رو، اندازه گیری بر عدم حرکت جنبشی ذرات مشاهده شده استوار است.

مکانیزم مورد استفاده برای تشخیص دما می تواند ماده ای که مانند یک موج رفتار می کند را ببیند.

برای مطالعه این امواج تیم پژوهشی از یک عدسی مغناطیسی استفاده کردند که به آنها اجازه می داد تا یک گاز کوانتومی را ایجاد کرده و از آن برای ایجاد موج متمرکز ماده ای بهره ببرند. پژوهشگران امکان کنترل این موج و حصول اطمینان از این که به روشی مشخص رفتار می کند را داشتند.

تیم پژوهشی دانشگاه برمن برای آزمایش خود ابری گازی متشکل از 100 هزار اتم روبیدیوم را در یک میدان مغناطیسی در یک محفظه خلاء به دام انداختند. دمای این ابر گازی به اندازه ای خنک شد تا تبدیل به گاز کوانتومی چگالش بوز-اینشتین شود.

پژوهشگران قصد دارند در آزمایش های آینده خود حرکت ذرات را هرچه بیشتر کند کرده و به نقطه ای برسند که دمای پایین برای مدت زمان طولانی‌تری ادامه داشته تا امکان مطالعه با جزئیات بیشتر برای آنها فراهم شود.

یافته های پژوهشگران آلمانی در نشریه Physical Review Letters منتشر شده است.

صفر مطلق: سردترین چیزی که هر چیزی می تواند تجربه کند

صفر مطلق یا صفر کلوین از نظر تئوری سردترین دمایی است که می توان به آن دست یافت و نقطه ای است که در آن حرکت اتم ها متوقف شده و هیچ انرژی ندارند.

این پایین‌ترین حد مقیاس دمایی ترمودینامیک، حالتی که در آن آنتالپی و آنتروپی گاز سرد شده به ارزش حداقلی خودشان می رسد، محسوب می شود.

ذرات بنیادی طبیعت در این نقطه دمایی حداقل حرکت و لرزش را دارند و فقط حرکت ذره ای ناشی از انرژی نقطه صفر را حفظ می کنند.

این شرایط در مقیاس کلوین اندازه گیری می شود که صفر مطلق یا صفر کلوین است که برابر با منفی 273.15 درجه در مقیاس سلسیوس و منفی 459.67 درجه در مقیاس فارنهایت است.

بر همین اساس، نقطه جوش آب در سطح دریا روی سیاره زمین برابر با 373.2 کلوین است.

دانشمندان از طریق ایجاد حالت های غیرمعمول ماده مانند چگالش بوز-اینشتین، ابررسانایی و ابرشارگی به دماهایی نزدیک به صفر مطلق دست یافته اند.

-----------------------------------------------------------------------

بیشتر بخوانید: 

*نانوموادی که آب آلوده را پاکسازی می‌کنند

*افزایش تحمل گیاهان در برابر گرما با کمک یک ژن جدید

*این زمین خوب؛ دلایلی ترسناک که فضا برای زندگی مناسب نیست! (+عکس)

منبع: عصر ایران

کلیدواژه: تیم پژوهشی صفر مطلق نقطه ای اتم ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.asriran.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «عصر ایران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۳۳۵۸۸۱۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

حرارت سیاره فراخورشیدی آهن را ذوب می‌کند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از لایو ساینس، مشاهدات جدید تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان می‌دهد، یک طرف سیاره فراخورشیدی (WASP-43) به طور دائم رو به خورشید است در حالی که طرف دیگر همیشه به سمت و سوی فضا است.

دانشمندان با استفاده از این تلسکوپ فضایی نقشه وضعیت هوای سیاره مذکور را که در ر فاصله ۲۸۰ سال نوری از زمین قرار دارد، تهیه کرده‌اند.

به گفته دانشمندان، سیاره فراخورشیدی WASP-43b عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است و به دلیل نزدیکی به ستاره میزبانش که هر ۱۹ ساعت  به دور مدار خود می چرخد، به طور قابل توجهی گرمتر از هر سیاره گازی در منظومه شمسی است.  از آنجا که مقدار نور فروسرخ میانی منتشرشده از یک جرم تا حد زیادی به گرمای آن بستگی دارد، داده‌های روشنایی جیمز وب را می‌توان برای محاسبه دمای سیاره مورد استفاده قرار داد.

محققان از ابزار«ام آی آر آی» (MIRI) وب برای مشاهده دماهای متفاوت در سراسر سیاره استفاده کردند و دریافتند، میانگین دمای آن ۲۳۰۰درجه فارنهایت (۱۲۵۰ درجه سانتیگراد) در روز در مقایسه با ۱۱۰۰ درجه فارنهایت (۶۰۰ درجه سانتیگراد) در شب است؛ حرارت این سیاره در روز به صورتی است که آهن را ذوب می‌کند و تفاوت دمایی بین روز و شب که نسبتاً خنک‌تر است منجر به شکل‌گیری بادهای شدید می‌شود.

دانشمندان سرعت این بادها را ۵۶۰۰ مایل در ساعت (۹۰۰۰ کیلومتر بر ساعت) تخمین زده‌اند و حاصل بررسی و یافته‌های خود را آخر ماه آوریل در مجله «نیچر استرونومی» (Nature Astronomy) منتشر کردند.

کشف، رصد و تخمین سرعت بادهای این سیاره فراخورشیدی نه تنها پدیده نادر این  سیاره است بلکه به قواعد فیزیک مربوط می‌شود و توانایی برجسته‌ تلسکوپ جیمز وب را به نمایش می‌گذارد.

انتهای پیام/