Un nuovo record per quanto riguarda il raggiungimento in laboratorio della temperatura più fredde in assoluto è stato raggiunto da un team di ricercatori provenienti da diversi istituti della Germania e della Francia, come rileva Phys.org.[1]
Il relativo studio è stato pubblicato su Physical Review Letters.[2]
Il record di temperatura più bassa
I ricercatori hanno usato una nuova tecnica di collimazione tre di stabilendola più bassa temperatura mai raggiunta in laboratorio: 38 picokelvin (un picokelvin è un milionesimo di milionesimo di un grado kelvin o 10−12 gradi kelvin), davvero un nulla sopra lo zero assoluto.
Lo zero assoluto è la temperatura più bassa raggiungibile da un corpo in un sistema termodinamico, almeno a livello teorico. Nello stato dello zero assoluto, gli atomi che compongono un corpo sarebbero del tutto fermi, una condizione che è comunque ritenuta impossibile. Quindi quello che si può fare è avvicinarsi sempre di più a questo limite utilizzando gradi di misura sempre più piccoli.
Il sistema
I ricercatori ci sono riusciti creando un nuovo sistema di lenti basato su interazioni atomiche che collima gli atomi in 3D. Hanno usato la torre a caduta di Brema, una struttura dell’Università di Brema e una delle torri a caduta libera più alte d’Europa.
I ricercatori hanno ricreato una nube di gas sulla sommità della torre con atomi di rubidio. Hanno fatto quindi cadere la nube all’interno della torre disattivando una particolare trappola magnetica che focalizzava gli stessi atomi in un condensato di Bose-Einstein in modo da Raffreddarli.
La misurazione
Hanno quindi misurato l’energia cinetica degli atomi a seguito della dispersione, che li aveva resi ancora più freddi, tramite dei rilevatori posti ai lati della stessa torre. La “caduta” è durata solo due secondi, un tempo sufficiente per la rivelazione di una temperatura record ricreata sperimentalmente: 38 picokelvin. Il record precedente era di 50 picokelvin.
I ricercatori credono che con questo stesso processo si possa comunque arrivare a temperature ancora più fredde. L’utilità di risultati del genere potrebbe risiedere nello sviluppo di nuove teorie della gravità quantistica.
Note e approfondimenti
- Phys. Rev. Lett. 127, 100401 (2021) – Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics (IA) (DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.100401)
