Hvor er det kaldeste stedet i universet ? Ikke på månen, hvor temperaturen faller til bare minus 378 Fahrenheit. Ikke engang i dypeste ytre rom, som har en estimert bakgrunnstemperatur på ca minus 455°F. så vidt forskere kan fortelle, ble de laveste temperaturene som noensinne er oppnådd, nylig observert her på jorden.de rekordbrytende nedgangene var blant de siste prestasjonene i ultracold fysikk, laboratoriestudien av materie ved temperaturer så ufattelig frigid at atomer og til og med lys selv oppfører seg på svært uvanlige måter. Elektrisk motstand i noen elementer forsvinner under om minus 440°F, et fenomen som kalles superledningsevne. Ved enda lavere temperaturer blir noen flytende gasser «superfluider» som er i stand til å ose gjennom vegger som er solide nok til å holde noen annen type væske; de ser ut til å trosse tyngdekraften når de kryper opp, over og ut av beholderne.Fysikere erkjenner at De aldri kan nå den kaldeste tenkelige temperaturen, kjent som absolutt null og for lenge siden beregnet til å være minus 459,67°F. til fysikere er temperaturen et mål på hvor raskt atomer beveger seg, en refleksjon av deres energi—og absolutt null er punktet der det absolutt ingen varmeenergi gjenstår å bli ekstrahert fra et stoff.Men noen fysikere har til hensikt å komme så nært som mulig til den teoretiske grensen, og det var å få en bedre oversikt over de mest sjeldne konkurransene som jeg besøkte Wolfgang Ketterles laboratorium Ved Massachusetts Institute Of Technology i Cambridge. Den har for tiden rekorden-i Hvert Fall Ifølge Guinness World Records 2008 – for laveste temperatur: 810 trillionths av en Grad F over absolutt null. Ketterle og hans kolleger oppnådde den prestasjonen i 2003 mens de jobbet med en sky—omtrent tusen av en tomme over-av natriummolekyler fanget på plass av magneter.
Jeg spør Ketterle å vise meg stedet der de ville sette posten. Vi tar på oss briller for å beskytte oss mot å bli blindet av infrarødt lys fra laserstrålene som brukes til å senke og dermed avkjøle raske atompartikler. Vi krysser hallen fra sitt solfylte kontor til et mørkt rom med en sammenkoblet virvar av ledninger, små speil, vakuumrør, laserkilder og kraftig datautstyr. «Akkurat her,» sier han, stemmen hans stiger med spenning da han peker på en svart boks som har et aluminiumsfolie-innpakket rør som fører inn i den. «Det er her vi har laget den kaldeste temperaturen.»
Ketterles prestasjon kom ut av hans jakt på en helt ny form for materie kalt Bose-Einstein-kondensat (BEC). Kondensatene er ikke standardgasser, væsker eller til og med faste stoffer. De dannes når en sky av atomer—noen ganger millioner eller mer—alle går inn i samme kvantetilstand og oppfører seg som en. Albert Einstein og Den Indiske fysikeren Satyendra Bose spådde i 1925 at forskere kunne generere slik materie ved å utsette atomer for temperaturer som nærmer seg absolutt null. Sytti år senere, Ketterle, arbeider Ved Mit, og nesten samtidig, Carl Wieman, arbeider Ved University Of Colorado I Boulder, Og Eric Cornell Av National Institute Of Standards and Technology i Boulder skapte De første Bose-Einstein kondensater. De tre fikk Straks Nobelprisen. Ketterles team bruker BECs til å studere grunnleggende egenskaper av materie, for eksempel komprimerbarhet, og bedre forstå rare lavtemperaturfenomener som superfluiditet. Til slutt Håper Ketterle, som mange fysikere, å oppdage nye former for materie som kan fungere som superledere ved romtemperatur, noe som vil revolusjonere hvordan mennesker bruker energi. For De Fleste Nobelprisvinnere, æren caps en lang karriere. Men For Ketterle, som var 44 år gammel da han ble tildelt sin, åpnet etableringen Av BECs et nytt felt som han og hans kolleger vil utforske i flere tiår.
En annen kandidat for det kaldeste stedet er Over Cambridge, I Lene Vestergaard Haus laboratorium Ved Harvard. Hennes personlige rekord er noen få milliondeler Av en Grad F over absolutt null, nær Ketterle, som hun også nådde mens Han skapte BECs. «Vi lager BECs hver dag nå,» sier hun når vi går ned et trapphus til et laboratorium fullpakket med utstyr. En biljard-bord-størrelse plattform i midten av rommet ser ut som en labyrint konstruert av små ovale speil og blyant-bly-tynne laserstråler. Utnytte BECs, Hau og hennes medarbeidere har gjort noe som kan virke umulig: de har bremset lyset til en virtuell stillstand.lysets hastighet, som vi alle har hørt, er en konstant: 186.171 miles per sekund i vakuum. Men det er annerledes i den virkelige verden, utenfor et vakuum; for eksempel, lys ikke bare bøyer, men også bremser aldri så litt når den passerer gjennom glass eller vann. Likevel er det ingenting sammenlignet med hva som skjer når Hau skinner en laserstråle av lys inn I EN BEC: det er som å kaste et baseball i en pute. «Først fikk vi hastigheten ned til en sykkel,» Sier Hau. «Nå er det på en kryp, og vi kan faktisk stoppe det-hold lyset flaske opp helt inne I BEC, se på det, lek med det og slipp det når vi er klare.»
Hun er i stand til å manipulere lys på denne måten fordi tettheten og temperaturen PÅ BEC senker lyspulser ned. (Hun tok nylig forsøkene et skritt videre, stoppet en puls i EN BEC, konverterte den til elektrisk energi, overførte den til en ANNEN BEC, og frigjorde den og sendte den på vei igjen. Hau bruker BECs til å oppdage mer om lysets natur og hvordan man bruker «sakte lys» – det vil si lys fanget I BECs – for å forbedre prosesshastigheten til datamaskiner og gi nye måter å lagre informasjon på.
Ikke all ultracold forskning utføres ved Hjelp Av BECs. I Finland manipulerer fysikeren Juha Tuoriniemi magnetisk kjernene til rhodiumatomer for å nå temperaturer på 180 trillionths av en Grad F over absolutt null. (Guinness-posten til tross for at Mange eksperter krediterer Tuoriniemi med å oppnå enda lavere temperaturer enn Ketterle, men det avhenger av om du måler en gruppe atomer, FOR eksempel EN BEC, eller bare deler av atomer, for eksempel kjernene.)
Det kan virke som absolutt null er verdt å prøve å oppnå, Men Ketterle sier at han vet bedre. «Vi prøver ikke,» sier han. «Hvor vi er, er kaldt nok til våre eksperimenter .»Det er rett og slett ikke verdt bryet—for ikke å nevne, ifølge fysikernes forståelse av varme og termodynamikkloven, umulig. «Å suge ut all energien, hver eneste bit av den, og oppnå null energi og absolutt null—det ville ta universets alder å oppnå.Tom Shachtman er forfatteren Av Det Absolutte Nullpunkt og Erobringen Av Kulde, grunnlaget for en fremtidig PBS «Nova» – dokumentar.