Абсолютний нуль - будинок сонця

Абсолютний нуль

Як ви думаєте, де знаходиться найхолодніше місце в нашому Всесвіті? На сьогоднішній день це Земля. Наприклад, температура поверхні Місяця -227 градусів за шкалою Цельсія, а температура вакууму, що оточує нас, становить 265 градусів нижче нуля. Однак в лабораторії на Землі людина може домогтися температури набагато нижче, для вивчення властивостей матеріалів в умовах наднизьких температур. Матеріали, окремі атоми і навіть світло, піддані екстремального охолодження, починають проявляти незвичні властивості.

Перший експеримент такого роду був поставлений на початку 20 століття фізиками, які вивчали електричні властивості ртуті при наднизьких температурах. При -262 градуси за Цельсієм ртуть починає проявляти властивості надпровідності, зменшуючи опір електричному струму практично до нуля. Подальші експерименти також виявили інші цікаві властивості охолоджених матеріалів, включаючи надтекучість, яка виражається в "просочуванні" речовини крізь тверді перегородки і з закритих ємностей.

Здавалося б - в чому прикладної сенс таких дослідів? Виявляється, дослідників цікавить таке поняття як конденсат Бозе-Ейнштейна, яке представляє собою особливий стан речовини - не газ, тверде або рідке, а просто хмара атомів з однаковим квантовим станом. Така форма речовини була передбачена Ейнштейном і індійським фізиком Satyendra Bose в 1925 році, а отримана тільки через 70 років. Один з учених, який домігся такого стану речовини - Wolfgang Ketterle, який отримав за своє відкриття Нобелівську премію в галузі фізики.

Одне з чудових властивостей конденсату Бозе-Ейнштейна (КБЕ) - можливість управління рухом світлових променів. У вакуумі світло переміщається зі швидкістю 300000 км в секунду, і це максимальна швидкість, досяжна у Всесвіті. Але світло може поширюватися повільніше, якщо буде поширюватися не в вакуумі, а в речовині. За допомогою КБЕ можна уповільнити рух світла до малих швидкостей, і навіть зупинити його. Через температури і щільності конденсату світлове випромінювання сповільнюється і може бути "схвачено" і перетворено безпосередньо в електричний струм. Цей струм може бути переданий в інше хмара КБЕ і перетворено назад в світлове випромінювання. Ця можливість дуже затребувана для телекомунікації і обчислювальної техніки. Тут я трохи не розумію - адже пристрої, що перетворюють світлові хвилі в електрику і назад ВЖЕ є. Мабуть, використання КБЕ дозволяє виробляти це перетворення швидше і точніше.

Однією з причин, чому вчені так жадають отримати абсолютний нуль - спроба зрозуміти, що відбувається і відбувалося з нашого Всесвіту, які термодинамічні закони в ній діють. При цьому дослідники розуміють, що витяг всієї енергії до останнього з атома практично недосяжно.

Схожі статті