Forskere har afkølet et molekyle ned til 500 milliarddele af en grad over absolut nul, en million gange koldere end interstellar rum.
MIT-forskere har med succes afkølet en gas natriumkalium (NaK) molekyler til en temperatur på 500 nanokelvin. lustrustrik: Jose-Luis Olivares / MIT
Luften omkring os er en kaotisk supervej af molekyler, der suser gennem rummet og konstant kolliderer med hinanden i hastigheder på hundreder af miles i timen. Sådan uberegnelig molekylær opførsel er normal ved omgivelsestemperaturer.
Men videnskabsmænd har længe mistænkt, at hvis temperaturer skulle falde til næsten absolut nul, ville molekyler komme til at skræmme og ophøre med deres individuelle kaotiske bevægelse og opføre sig som et kollektivt organ. Denne mere ordnede molekylære opførsel ville begynde at danne meget mærkelige, eksotiske stoftilstande - tilstande, der aldrig er blevet observeret i den fysiske verden.
Nu har eksperimentelle fysikere ved MIT med succes afkølet molekyler i en gas natriumkalium (NaK) til en temperatur på 500 nanokelvin - bare et hår over absolut nul og over en million gange koldere end interstellar rum.
Martin Zwierlein, professor i fysik ved MIT og en hovedundersøger i MITs forskningslaboratorium for elektronik, siger, at mens molekyler normalt er fulde af energi, vibrerer og roterer og bevæger sig gennem rummet i et frenetisk tempo, er gruppens ultracoldmolekyler effektivt blevet stillet - afkølet til gennemsnitlige hastigheder på centimeter per sekund og forberedt i deres absolutte laveste vibrations- og rotationstilstand. Zwierlein sagde:
Vi er meget tæt på den temperatur, hvor kvantemekanikken spiller en stor rolle i molekylernes bevægelse. Så disse molekyler løber ikke længere som billardkugler, men bevæger sig som kvantemekaniske stofbølger. Og med ultrakaldte molekyler kan du få en enorm række forskellige tilstande, f.eks. Overflødige krystaller, som er krystallinske, men alligevel ikke føler nogen friktion, hvilket er helt bisarr. Dette er ikke blevet observeret indtil videre, men forudsagt. Vi er måske ikke langt fra at se disse effekter, så vi er alle spændte.
Forskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Fysiske gennemgangsbreve i maj 2015.