Almanya ve Fransa’daki belli başlı enstitülerden gelen bilim insanları, 38 pikokelvinle laboratuvar ortamında ulaşabilecek en düşük sıcaklığa ulaşarak yeni bir rekora imza attı. Physics dergisinde yayınlanan makalede, ekip zaman-alanlı madde-dalga lens sistemini( time-domain matter-wave) tarif ediyor. Portsmouth Üniversitesi’nden Vincenzo Tamma’nın Viewpoint makalesinin aynı sayısında, Alman ekibi tarafından yapılan işler tartışılıyor. 1 pikokelvin = 0.000000000001 K
Önceki araştırmada O kelvin, yani mutlak sıfıra ulaşabileceği önerilmişti. Ayrıca malzemeler soğudukça özelliklerinde de değişimler görülebileceği gösterilmişti. Örneğin sıvı helyum çok düşük sıcaklıklarda süper akışkan haline gelebilir. Maddelerin özelliklerinde bu gibi değişimlerin olması daha fazla araştırmanın yapılması ve dolayısıyla daha soğuk test ortamları yaratılmasına da neden oluyor. Bu yeni çalışmada kuantum gazdan oluşturulan lensle en soğuk ortam yaratıldı.
Araştırmada kuantum gaz lensi, 122 metrelik Bremen Düşüş Kulesi’nde (Fallturm Bremen) denendi. İlk olarak kulenin tepesinde rubidyum atomlarından bir gaz bulutu oluşturularak işe başlandı. Bu bulut manyetik bir tuzakla yerinde hapsedildi. Ayrıca bu bulut Bose-Einstein yoğunlaşmasının içine doğru atomların odaklandığı, bir madde-dalga lensi görevi gördü.
Sonra araştırmacılar tuzağı açarak, bulutun her yönde genişlemesini sağlayarak kule boyunca düşüşünü sağladı. Kulenin etrafındaki dedektörler buluttan geçen atomların kinetik enerjisini ölçtü. Tüm proses sadece 2 saniye sürdü fakat bu soğuk ortamın sıcaklığını ölçmeye yetti.
Araştırmacılar, bulutta atom sayısı azaltma gibi düzenekteki ufak değişimlerin, daha da soğuk bir ortama neden olabileceğini düşünüyor. Tamma yapılan bu testin kuantum ölçeğinde yerçekimi teorisi testlerine benzediğini ifade ediyor.
Kaynak: https://phys.org/news/2021-10-coldest-temperature38-picokelvins.html
Araştırma Referansı:
1.Christian Deppner et al, Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.100401
2.Vincenzo Tamma, 3D Collimation of Matter Waves, Physics (2021). DOI: 10.1103/Physics.14.119
