Fizikai padarė stulbinamą atradimą – sugebėjo sukurti atomų debesį, kurio temperatūra viršija absoliutų nulį. Šis laimėjimas galėtų reikšti naujos materijos formos atsiradimą, nes tokie atomai sudaro geometrines struktūras, anksčiau nematytas gamtoje.
Absoliutaus nulio sąvoka ir jos peržengimas
Absoliutus nulis (0 K arba -273,15 °C) yra teorinė žemiausia įmanoma temperatūra, kurioje molekulinis judėjimas praktiškai sustoja. Dėl to buvo manoma, kad neįmanoma pasiekti ar peržengti šią ribą. Tačiau naujausi eksperimentai paneigia šią nuostatą.
Fizikai sugebėjo sukurti sąlygas, kuriomis atomų debesies temperatūra tampa neigiama absoliutinei skalei. Tai buvo pasiekta naudojant lazerius ir magnetinius laukus, kurie manipuliavo atomais ir jų energijos lygių pasiskirstymu. Kai energijos pasiskirstymas buvo pakeistas, atomai įgavo neigiamą temperatūrą – jų judėjimas tapo labiau struktūrizuotas ir intensyvus.
Neigiamos temperatūros fenomenas
Atomai, kurių temperatūra viršija absoliutų nulį, turi keletą išskirtinių savybių. Viena iš jų – neįprastas energetinis pasiskirstymas. Įprastoje sistemoje dauguma dalelių turi mažai energijos, o tik kelios – didelę. Tačiau neigiamos temperatūros sistemoje dauguma dalelių turi aukštą energiją, o tik kelios – mažą. Tai leidžia tokioms sistemoms pasiekti ypatingą stabilumą ir organizuotumą.
Naujos materijos formos galimybė
Vienas iš svarbiausių šio atradimo aspektų yra galimybė, kad neigiamos temperatūros atomai gali sudaryti naujas materijos formas. Mokslininkai pastebėjo, kad šie atomai linkę susidėlioti į geometrines struktūras, kurios anksčiau nebuvo stebėtos. Tai gali reikšti naujų, iki šiol nežinomų fazių ir savybių egzistavimą.
Tokios struktūros gali turėti unikalių fizinių savybių, tokių kaip ypatingas elektrinis laidumas, magnetizmas ar netgi superkietumas. Šie atradimai gali turėti reikšmingų pasekmių ne tik fundamentaliajai fizikai, bet ir praktiniam pritaikymui, pavyzdžiui, kuriant naujus medžiagų mokslo sprendimus ar kvantinės kompiuterijos technologijas.
Tolesni tyrimai ir perspektyvos
Šis proveržis atveria daugybę naujų tyrimų krypčių. Mokslininkai planuoja išsamiau ištirti, kaip neigiamos temperatūros atomai elgiasi skirtingomis sąlygomis ir kokios galimos jų sudarytos struktūros. Taip pat bus siekiama suprasti, kaip šias savybes galima pritaikyti praktikoje.
Ateityje šis atradimas gali leisti kurti naujas medžiagas su unikaliomis savybėmis, kurios būtų neįmanomos įprastomis sąlygomis. Tai galėtų atverti naujas galimybes technologijų, energetikos ir net medicinos srityse.
Apibendrinant, neigiamos temperatūros atomų atradimas yra žingsnis į priekį fundamentaliųjų mokslų srityje, kuris gali turėti didžiulį poveikį mūsų supratimui apie materiją ir jos savybes. Nors dar laukia daug tyrimų ir atradimų, šis laimėjimas jau dabar žada revoliucines galimybes ateities technologijoms.
Parengta pagal newscientist.com
Foto Zoltan Tasi
