2021-10-23 17:49:03
I fisici hanno battuto il record per la temperatura più fredda mai raggiunta in un laboratorio
15 OTTOBRE 2021 - Gli scienziati hanno appena battuto il record per la temperatura più fredda mai misurata in un laboratorio: hanno raggiunto la temperatura agghiacciante di 38 trilionesimi di grado -273,15 Celsius facendo cadere gas magnetizzato a 393 piedi (120 metri) giù da una torre. Il team di ricercatori tedeschi stava studiando le proprietà quantistiche di un cosiddetto quinto stato della materia : il condensato di Bose-Einstein (BEC), un derivato del gas che esiste solo in condizioni di ultra freddo. Durante la fase BEC, la materia stessa inizia a comportarsi come un grande atomo, il che lo rende un argomento particolarmente interessante per i fisici quantistici interessati alla meccanica delle particelle subatomiche. La temperatura è una misura della vibrazione molecolare: più un insieme di molecole si muove, maggiore è la temperatura collettiva. Lo zero assoluto, quindi, è il punto in cui si ferma tutto il movimento molecolare - meno 459,67 gradi Fahrenheit, o meno 273,15 gradi C. Gli scienziati hanno persino sviluppato una scala speciale per temperature estremamente fredde, chiamata scala Kelvin, dove zero Kelvin corrisponde allo zero assoluto .
Vicino allo zero assoluto, iniziano ad accadere alcune cose strane. Ad esempio, la luce diventa un liquido che può essere letteralmente versato in un contenitore, secondo una ricerca pubblicata nel 2017 sulla rivista Nature Physics . L' elio super raffreddato cessa di subire attrito a temperature molto basse, secondo uno studio pubblicato nel 2017 sulla rivista Nature Communications. E nel Cold Atom Lab della NASA , i ricercatori hanno persino assistito all'esistenza di atomi in due posti contemporaneamente. In questo esperimento da record, gli scienziati hanno intrappolato una nuvola di circa 100.000 atomi di rubidio gassoso in un campo magnetico all'interno di una camera a vuoto. Quindi, hanno raffreddato la camera verso il basso, a circa 2 miliardesimi di grado Celsius sopra lo zero assoluto, che sarebbe stato di per sé un record mondiale, secondo NewAtlas .
Ma questo non era abbastanza gelido per i ricercatori, che volevano spingere i limiti della fisica; per diventare ancora più freddo, avevano bisogno di imitare le condizioni dello spazio profondo. Quindi il team ha portato la sua configurazione alla torre di caduta di Brema dell'Agenzia spaziale europea, un centro di ricerca sulla microgravità presso l'Università di Brema in Germania. Facendo cadere la camera a vuoto in una caduta libera mentre si attiva e disattiva rapidamente il campo magnetico, consentendo al BEC di fluttuare senza inibizione per gravità, hanno rallentato il movimento molecolare degli atomi di rubidio fino quasi a zero.
Il BEC risultante è rimasto a 38 picokelvin - 38 trilionesimi di Kelvin - per circa 2 secondi, stabilendo "un record assoluto negativo", ha riferito il team il 30 agosto sulla rivista Physical Review Letters . Il precedente record di 36 milionesimi di Kelvin, è stato raggiunto dagli scienziati del National Institute of Standards and Technology (NIST) di Boulder, in Colorado, con laser specializzati. Il luogo naturale più freddo conosciuto nell'universo è la Nebulosa Boomerang , che si trova nella costellazione del Centauro, a circa 5.000 anni luce dalla Terra. La sua temperatura media è di -272 C (circa 1 Kelvin) secondo l' Agenzia spaziale europea. I ricercatori del nuovo studio hanno affermato in una dichiarazione che, in teoria, potrebbero sostenere questa temperatura fino a 17 secondi in condizioni senza peso, come nello spazio. Secondo i ricercatori del MIT, le temperature ultra fredde potrebbero un giorno aiutare gli scienziati a costruire computer quantistici migliori.
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