Astronauții chinezi au înregistrat cea mai scăzută temperatură atinsă vreodată

Cercetarea celor mai scăzute temperaturi posibile a dus la stabilirea unui nou record, după ce astronauții de pe Stația Spațială Chineză au reușit să obțină cea mai scăzută temperatură atinsă vreodată. Deși recordul este depășit destul de frecvent, aceasta este prima reușită de acest fel în spațiu, noua temperatură fiind de peste patru ori mai apropiată de zero absolut decât precedentul record.

Astronauții chinezi au înregistrat cea mai scăzută temperatură atinsă vreodată. Atingerea unor temperaturi extrem de scăzute nu este doar o încercare de a stabili recorduri. Gazele răcite aproape de zero absolut pot forma condensate Bose-Einstein (BEC), stări în care mii sau milioane de atomi manifestă comportamente cuantice întâlnite în mod normal doar la particulele subatomice.

Prin studierea acestor stări neobișnuite ale materiei, cercetătorii pot explora lumea cuantică în moduri care altfel ar fi imposibile. Răcirea extremă ar putea contribui chiar și la cercetarea energiei întunecate și la dezvoltarea experimentelor avansate privind undele gravitaționale.

Astronauții chinezi au înregistrat cea mai scăzută temperatură atinsă vreodată. De ce s-a petrecut experimentul în spațiu?

Pe Pământ, gravitația reprezintă un obstacol. Potrivit autorilor studiului, aceasta face dificilă menținerea atomilor într-o capcană, limitând temperaturile care pot fi obținute. Deși experimentele terestre au ajuns la 3,5 x 10^-10 kelvini, cercetătorii încearcă să coboare și mai mult.

O soluție utilizată până acum a fost suspendarea gazelor cu ajutorul magneților, pentru a contracara gravitația. Metoda introduce însă anumite deformări ale câmpului magnetic, care limitează răcirea. O altă abordare presupune lăsarea atomilor să cadă prin turnuri înalte sau utilizarea avioanelor care simulează temporar microgravitația. Recordul obținut prin aceste metode este de 3,8 × 10⁻¹¹ kelvini.

Problema este că efectele acestor experimente durează doar cât timp atomii se află în cădere liberă sau aeronava menține condițiile de microgravitație. Astfel, temperatura record a putut fi păstrată doar două secunde.

Care este noul record?

Pentru perioade mai lungi, o soluție este efectuarea experimentelor pe orbita joasă a Pământului. În acest scop, o echipă formată din cercetători de la mai multe instituții chineze a trimis echipamente experimentale pe Stația Spațială Tiangong. Rezultatul a fost răcirea a 20.000 de atomi de rubidiu până la 9,7 picokelvini, adică 9,7 × 10⁻¹² kelvini peste zero absolut.

Cercetătorii au folosit metoda capcanei optice dipolare, în care laserele reduc mișcarea atomilor, determinându-i să-și piardă aproape toată energia. Astfel, temperatura a ajuns inițial la doar 6 nanokelvini, un nanokelvin reprezentând a miliarda parte dintr-un kelvin.

Ulterior, atomii au fost lăsați să se extindă timp de șapte secunde, ceea ce a redus și mai mult temperatura, până la noul record de 9,7 picokelvini. Temperatura nu putea fi măsurată cu un termometru obișnuit, ci a fost calculată pe baza energiei expansiunii atomilor.

Nu este prima dată când în spațiu sunt obținute temperaturi de ordinul picokelvinilor. În 2022, Laboratorul pentru Atomi Reci de pe Stația Spațială Internațională a atins 52 de picokelvini timp de o secundă, potrivit IFL Science.

Studiul chinez a fost publicat în revista Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii de la Smithsonian au creat cea mai detaliată simulare a Universului timpuriu

Astronomii au descoperit primul satelit natural dincolo de Sistemul Solar

Fizicienii propun o nouă stare bizară a materiei: ce este cristalul temporal?

De ce existăm? Particula care ar putea elucida misterul odată pentru totdeauna, spun fizicienii