今までにない最も寒い気温

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画像クレジット:NASA / JPL

NASAとMITの研究者たちは、ナトリウムガスをこれまでに記録された最も低い温度(絶対零度より5億分の1度上)まで冷却しました。ガスは磁場に閉じ込められる必要がありました。さもなければ、それは容器の壁に付着し、冷却することが不可能になります。研究者たちは、2001年にノーズ物理学賞を受賞した同様の方法論を使用し、Bose-Einsteinが発見しました(低温で分子が規則正しく移動する)。

マサチューセッツ工科大学(MIT)(マサチューセッツ州ケンブリッジ)のNASA資金による研究者は、ナトリウムガスをこれまでに記録された最低温度、絶対零度の5億分の1度まで冷却しました。この絶対温度は、それ以上の冷却が不可能なポイントです。

この新しい温度は以前の記録より6倍低く、ガスが1ナノケルビン(10億分の1度)未満に初めて冷却されたことを示しています。絶対零度(摂氏-273度または華氏-460度)では、冷却プロセスが粒子からすべてのエネルギーを抽出したため、小さな原子振動を除くすべての運動が停止します。

冷却方法を改善することにより、科学者は絶対零度に近づくことに成功しました。 「1ナノケルビンを下回ることは、1マイルを4分未満で走らせるのと同じです」と、MITの物理学教授で研究チームの共同リーダーであるウォルフガングケッタール博士は述べています。

「超低温ガスは、重力と回転のためのより良い原子時計とセンサーを可能にすることにより、精密測定の大幅な改善につながる可能性があります。」チームのリーダー。

1995年、コロラド大学コロラド大学ボルダー校のグループとケッタール率いるMITグループは、原子ガスを1マイクロケルビン(絶対零度の100万分の1度)未満に冷却しました。そうすることで、彼らは新しい形の物質、ボースアインシュタイン凝縮を発見しました。そこでは、粒子は独立して飛び回るのではなく、ロックステップで行進します。この発見は2001年のノーベル物理学賞で認められ、ケッタールは彼のボルダーの同僚であるDrs。エリックコーネルとカールウィーマン。

1995年の突破以来、多くのグループが日常的にナノケルビン温度に達しています。記録された最低温度として3ナノケルビン。 MITグループが設定した新しい記録は、500ピコケルビンまたは6分の1です。

このような低温では、原子は壁に付着するため、物理的なコンテナに保管することはできません。また、既知の容器をそのような温度に冷却することはできない。この問題を回避するために、磁石が原子を取り囲みます。これにより、気体の雲に触れることなく閉じ込められます。記録的な低温に到達するために、研究者たちは原子を閉じ込める新しい方法を発明しました。これを「重力磁気トラップ」と呼びます。磁場は重力と一緒に作用して原子を閉じ込めたままにしました。

すべての研究者は、全米科学財団から資金提供を受けて、MIT物理学部、エレクトロニクス研究所、およびMIT-ハーバード超低温原子センターに所属しています。 Ketterle、Leanhardt、およびPritchardは、Scienceの9月12日号に掲載される予定の低温紙を共同執筆しました。 NASA、国立科学財団、海軍研究局、陸軍研究局が研究に資金を提供しました。

Ketterleは、NASAのワシントンの生物物理学研究室の一部であるNASAの物理科学研究プログラムの基礎物理学の下で研究を行っています。 NASAのジェット推進研究所(カリフォルニア州パサデナ)は、カリフォルニア工科大学(パサデナ)の一部門であり、基礎物理学プログラムを管理しています。

元のソース:NASAニュースリリース

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