Podarilo sa vytvoriť extrémne chladný oblak vo vesmíre, ktorý dokazuje prítomnosť piateho stavu hmoty
Ešte v júli 2018 sa podarilo vedcom v NASA dosiahnuť exotický piaty stav hmoty. Výskum však v tomto bode neskončil a pokračoval ďalej smerom k novým odhaleniam priamo v beztiažovom stave. Nové poznatky nám v budúcnosti môžu pomôcť pochopiť kvantové vlastnosti atómov.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneAko píše portál Science Alert, v júli 2018 NASA ohlásila obrovský úspech. Priamo na Medzinárodnej vesmírnej stanici sa podarilo vytvoriť najchladnejšie miesto v celom vesmíre. Atómy mäkkého kovu zvaného rubídium ochladili na teplotu približne na úrovni 100 nanoKelvinov, respektíve jednu desať-milióntinu Kelvina nad absolútnou nulou.
To viedlo k vytvoreniu extrémne chladného oblaku nazývaného Bose-Einsteinov kondenzát, ktorý sa považuje za exotický „piaty“ stav hmoty. Experiment, ktorý sa vedcom podarilo uskutočniť, nám môže pomôcť pochopiť kvantové vlastnosti extrémne ochladených atómov. Výskum ale týmto úspechom neskončil, práve naopak.
Experimenty, ktoré na Zemi nemajú až taký široký potenciál
K objavu využili vedci laboratórium studeného atómu (Cold Atom Laboratory – CAL) v rámci laboratória prúdového pohonu. V ňom ďalej pokračovali v experimentoch, kde sa snažili vytvoriť Bose-Einsteinov kondenzát pri ešte nižších teplotách na úrovni pikoKelvinov nad absolútnou nulou. K experimentom im dopomáhal beztiažový stav na palube vesmírnej stanice, ktorý umožnil pozorovať širšie súvislosti ako v prípade experimentov na Zemi.

Samotné Bose-Einsteinové kondenzáty sú relatívne zvláštne. Tvoria ich bozóny ochladené na iba zlomok teploty nad absolútnou nulou, no v skutočnosti sme v ich prípade ešte nikdy nedosiahli stav absolútnej nuly. V tomto stave sa pohyb atómov úplne zastaví. V prípade aktuálne dosiahnutého stavu sa ale ešte stále pohybujú, no tento pohyb je minimálny a ich energetický stav je veľmi nízky.
Spomalený pohyb zapríčiní, že sa jednotlivé atómy prekrývajú, čím vytvoria hustý oblak atómov, ktorý pôsobí ako jeden „super atóm“ alebo vlnová hmota. Pretože kvantovú mechaniku, v ktorej možno každú časticu charakterizovať ako vlnu, je ľahšie pozorovať na atómovej stupnici, Bose-Einsteinové kondenzáty umožňujú vedcom pozorovať kvantové správanie v oveľa väčšej mierke, namiesto toho, aby sa pokúšali pozorovať jednotlivé atómy.
Bose-Einsteinové kondenzáty je možné produkovať aj na Zemi pomocou kombinácie laserového chladenia, magnetického poľa a chladenia odparovaním. Posledná uvedená technika je posledným štádiom, pri ktorom sú atómy držané v magnetickom lapači a rádiofrekvenčné žiarenie je použité na „odparenie“ najenergetickejších častíc, pričom studené a pomalé častice vytvoria kondenzát.
Keď k tomu dôjde, pasca zachytávajúca kondenzát je vypnutá a vedci môžu začať experimentovať. Musia však konať rýchlo, nakoľko prirodzená odpudivá sila medzi atómami spôsobí, že sa oblak sa začne rozširovať a rýchlo sa rozptýli. Gravitácia spôsobí, že tento proces prebieha pomerne rýchlo, len niekoľko desiatok milisekúnd.

Pri takmer beztiažovom stave na Medzinárodnej vesmírnej stanici, kde sa uplatňuje gravitácia voľného pádu, však môže kondenzát vydržať až jednu sekundu. Okrem toho znížený vplyv gravitácie znamená, že kondenzát sa môže tvoriť v plytšej laboratórnej miske. To poskytuje vedcom lepšie možnosti na pozorovanie oblaku, a to pred a rovnako aj krátko po jeho vytvorení.
Vedci tak pri pozorovaniach v takmer beztiažovom stave objavili účinky, ktoré by boli v podmienkach na Zemi nedosiahnuteľné:
„Zistili sme, že vysokofrekvenčné odparovacie chladenie odhaľuje výrazne odlišné výsledky v mikrogravitácii,“ píšu vedci vo svojej šúdii publikovanej v žurnále Nature.
„Pozorovali sme nárast počtu atómov na obežnej dráhe takmer v trojnásobnom počte. Použitím rôznych gradientov magnetického poľa sme potvrdili, že približne polovica atómov je v magneticky necitlivom stave |2, 0⟩, čím sa vytvára akoby optický „halo“ oblak okolo magnetického odlučovača.“
Vo vesmíre bolo možné bližšie sa pozrieť na kondenzát a odhaliť tak optický halo-efekt voľných atómov rubídia vznášajúcich sa okolo okrajov oblaku. Vďaka tomu, ako bol materiál ochladený, atómy sotva reagovali na magnetickú pascu, gravitácia ich zvyčajne stiahla na stranu. Pri voľnom páde sa však vznášali okolo a poskytli vedcom potenciálne užitočný ultra-studený zdroj vhodný pre budúci výskum.

Realizácia výroby chladnejších a dlhšie trvajúcejších Bose-Einsteinových kondenzátov tiež znamená, že vedci môžu začať premýšľať o rôznych spôsoboch, ako ich študovať. Napríklad tvary magnetických pascí, ktoré na Zemi nebolo možné použiť, by mohli viesť k pozorovaniu rôzneho kvantového správania atómov. Zároveň by tieto pokusy mohli viesť k výrobe nástrojov pre merania fundamentálnych fyzikálnych konštánt.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

NASA hlási náraz storočia: Mesiac zasiahol veľký asteroid, vznikol masívny kráter

Vedci hlásia prelomový objav: Palivo vedia vyrobiť priamo z atmosféry Marsu

Briti povolili zapojenie solárneho panela priamo do zásuvky. Na Slovensku narazíme na pravidlá

Nemci postavia na mieste jadrovej elektrárne gigantickú batériu. Nahradí uhlie aj plyn

USA odhalili tajomstvo, o ktorom sa špekulovalo desaťročia. Na orbite skrývajú tieto ničivé zbrane
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Generál NATO poslal Putinovi jasný odkaz: „Ak sa o niečo pokúsi, budeme tam.“ Aliancia mení spôsob obrany
PREMIUMO cene piva tu rozhodujú hostia: Jakub vedie 12 rokov podnik, kde môže to isté pivo stáť 1,65 aj 3,70 eura

Nová štúdia: Populárna látka na podporu mozgu môže súvisieť s kratším životom u mužov

Lavrov hrozí EÚ bleskovou vojnou: Moskva odmietla dohody, von der Leyenová spúšťa nový bezpečnostný protokol

Orlen prišiel o stovky miliónov: Ropný gigant so 100 čerpacími stanicami na Slovensku čelí veľkému škandálu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Veľmoc hlási masívny nález uránu. 110 miliónov ton rudy môže urýchliť jej veľké jadrové plány
- Plyn prehral vo všetkých troch prepočtoch. Najlacnejšie kúrenie na Slovensku však má veľký háčik
- Čínski experti urobili detailnú pitvu novej batérie BYD. Toto v nej vôbec nečakali
- Čínska cenová vojna si vyberá svoju daň. Chystá sa spojenie dvoch automobilových gigantov
- Nemci predávajú domácu batériu za 400 eur. Nepotrebuje fotovoltiku a zapojíš ju do zásuvky
-
- Veľmoc hlási masívny nález uránu. 110 miliónov ton rudy môže urýchliť jej veľké jadrové plány
- Plyn prehral vo všetkých troch prepočtoch. Najlacnejšie kúrenie na Slovensku však má veľký háčik
- Čínski experti urobili detailnú pitvu novej batérie BYD. Toto v nej vôbec nečakali
- Čínska cenová vojna si vyberá svoju daň. Chystá sa spojenie dvoch automobilových gigantov
- Nemci predávajú domácu batériu za 400 eur. Nepotrebuje fotovoltiku a zapojíš ju do zásuvky
-
- Veľmoc hlási masívny nález uránu. 110 miliónov ton rudy môže urýchliť jej veľké jadrové plány
- Náš sused predstavil dron novej generácie. Na cieľ zaútočí rýchlosťou až 450 km/h
- Plyn prehral vo všetkých troch prepočtoch. Najlacnejšie kúrenie na Slovensku však má veľký háčik
- 4 nové stanice úplne zadarmo. Veľký operátor rozširuje ponuku pre Slovákov
- Čínska cenová vojna si vyberá svoju daň. Chystá sa spojenie dvoch automobilových gigantov
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Generál NATO poslal Putinovi jasný odkaz: „Ak sa o niečo pokúsi, budeme tam.“ Aliancia mení spôsob obrany
PREMIUMO cene piva tu rozhodujú hostia: Jakub vedie 12 rokov podnik, kde môže to isté pivo stáť 1,65 aj 3,70 eura

Nová štúdia: Populárna látka na podporu mozgu môže súvisieť s kratším životom u mužov

Lavrov hrozí EÚ bleskovou vojnou: Moskva odmietla dohody, von der Leyenová spúšťa nový bezpečnostný protokol


