ينتج معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أبرد جزيئات تم تسجيلها على الإطلاق

مركب

حتى عندما تكون الأشياء 'باردة' بالمصطلحات التقليدية ، فهي ليست باردة جدًا من وجهة نظر الفيزياء. المقياس العلمي لدرجة الحرارة هو كلفن ، وصفر كلفن هو الصفر المطلق - أبرد شيء يمكن أن يكون. تمكن باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من تبريد مجموعة من الجزيئات لتسجيل درجات حرارة منخفضة تبلغ 500 نانوكلفن ، أي 500 جزء من المليار من الدرجة فوق الصفر المطلق. كانت هذه الجزيئات ، لبعض الوقت ، أبرد أجسام في الكون المعروف.

في هذه التجربة ، استخدم الباحثون غاز بوتاسيوم الصوديوم (غير معتاد للغاية) للوصول إلى ما يقرب من الصفر المطلق. قد يكون من الصعب فهم كيف يكون الصفر المطلق البارد المحير للعقل. إنها نفس درجة الحرارة -459.67 درجة فهرنهايت أو -273.15 درجة مئوية. هذا أبرد بأكثر من مليون مرة من الفضاء بين النجوم.



هذه ليست مجرد مسألة درجة حرارة على المستوى الجزيئي ، ولكن أيضًا مسألة حركة. مع تسخين الجزيئات ، تزداد طاقتها الحركية وبالتالي حركتها. أثناء تسخين الجليد ، تزداد طاقة الجزيئات وتتحول في النهاية إلى ماء ثم بخار. إذا تمكنت من خفض الجزيئات إلى الصفر المطلق ، فيجب أن تتوقف كل الحركات (نظريًا). قد لا يكون من الممكن الوصول إلى الصفر المطلق في الواقع حيث يوجد دائمًا بعض انتشار الحرارة من خارج النظام ، ولكن الاقتراب جدًا قد يقدم تلميحات عن مادة غريبة لا يمكننا إلا أن نحلم بها الآن.



غازعلى سبيل المثال ، هذا الغاز الجزيئي غير العادي للغاية - الصوديوم والبوتاسيوم لن يشكلوا رابطة جزيئية في درجات الحرارة العادية لأن كلاهما لهما شحنة موجبة. ومع ذلك ، وجد الفريق أنه عند تبريدها إلى درجات حرارة منخفضة للغاية ، يمكن لهذه الذرات في الواقع تكوين جزيء معقد. يمكنك تسميته جزيء تقنيًا ، لكنه ليس مستقرًا بشكل خاص. بقيت ذراتهم على اتصال لمدة 2.5 ثانية فقط ، ولكن هذا وقت طويل من الناحية الفيزيائية.

استخدم فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مزيجًا من التبخر والليزر لتبريد الذرات في هذه التجربة. تم استخدام مجال مغناطيسي لتقريب الذرات من بعضها البعض لتكوين الجزيئات. تم استخدام مجموعة ثانية من الليزر لتبريد جزيئات الصوديوم البوتاسيوم الناتجة. تم ضبط ليزر واحد على حالة الاهتزاز الأولية للجزيء ، بينما تم ضبط الثانية على أدنى حالة طاقة ممكنة. يمتص الجزيء الطاقة من الليزر منخفض التردد ويعيد توجيهها عبر الليزر عالي التردد. كانت النتيجة انخفاض طاقة ودرجة حرارة الجزيء إلى الصفر المطلق تقريبًا. يعد الحفاظ على هذا لأي فترة زمنية قابلة للقياس أمرًا مثيرًا للاهتمام ، ولكن الثواني المتعددة هي مشكلة كبيرة.



ال الخطوة التالية في هذا الخط من البحث سنحاول الحفاظ على هذه الجزيئات غير الطبيعية سليمة لفترة أطول عن طريق دفع درجة الحرارة أقرب إلى الصفر المطلق. قد يسمح هذا للباحثين بملاحظة التأثيرات الميكانيكية الكمومية التي يستحيل دراستها بالجزيئات في درجات الحرارة العادية.

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com