Получено самое холодное вещество во Вселенной

Исследователи из Центра холодной материи охладили вещество до миллионных долей градуса выше абсолютного нуля. Ученым удалось поставить рекорд по приближению к минимально возможному значению температуры. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Nature Physics, кратко об исследовании рассказывается в пресс-релизе на сайте Phys.org.

Абсолютный нуль равняется минус 273,15 градуса Цельсия, или 0 кельвинов (К). При этом повышение температуры на один градус Цельсия равно ее повышению на один кельвин. Температура вакуума превышает абсолютный нуль на 2,7 К из-за теплового излучения, оставшегося после Большого взрыва и равномерно заполняющего Вселенную.

В ходе многочисленных экспериментов физикам удавалось достичь триллионных долей одного кельвина, охлаждая отдельные атомы, однако сделать то же самое с молекулами пока не удавалось. Чтобы решить эту проблему, ученые скомбинировали два традиционных подхода, понизив температуру молекул до рекордных долей градуса.

Исследователи использовали молекулы фторида кальция, которые помещались внутрь магнитно-оптической ловушки. Их охлаждали с помощью лазеров. Атомы вещества при этом поглощают фотоны излучения и переизлучают их, теряя больше энергии, чем приобретая. Однако таким способом возможно понижение температуры молекулы лишь до определенного предела (доплеровского). Чтобы преодолеть это ограничение, физики применили метод сизифова охлаждения, при котором используются два двигающихся навстречу друг другу лазерных пучка, забирающие кинетическую энергию у молекулы.

Ученые заявили, что температура охлажденных таким способом молекул достигла 50-миллионной доли градуса. По словам исследователей, это замедляет химические реакции, в которые вступает остывшее вещество, позволяя наблюдать за механизмами их протекания.