«Атомні холодильники» допоможуть перевершити рекорд охолодження

admin Новини технологій та техніки

«Атомні холодильники» допоможуть перевершити рекорд охолодженняАмериканські фахівці розробили технологію охолодження атомів, яка схожа з роботою звичайних побутових холодильників.

Максимальна температура, до якої вченим вдавалося охолодити речовину, була на кілька мільярдних часток градуса вище абсолютного нуля (-273,15 ˚ С). З новим підходом, запропонованим Маркусом Грайнер з Гарвардського університету і його колегами, «дельта» може бути перевершена в 10-100 разів, тобто кінцева температура буде вище абсолютного нуля на десяти-або стомілліардні частки градуса Цельсія.

Ідею можна порівняти з принципом роботи холодильника, що видаляє надлишки тепла за допомогою хладагента, який «всмоктує» тепло, а потім разом з ним виводиться назовні. В даному випадку роль охолоджуючої речовини відіграють лазери, що усувають тепліші атоми.

Спочатку вчені налаштували лазери так, щоб вони примушували атоми рубідію випускати більше енергії, ніж поглинати. Це була первинна стадія охолодження. Оскільки лазер робить деякий тиск на атоми, стало можливим переміщати і видаляти їх. Дослідники ще сильніше охолодили рубідій методом випаровування - подібно до того як втрачає тепло чашка кави, позбавляючись від самих розігрітих частинок.

Нарешті, на фінальному етапі була застосована оптична решітка, яка виходить за рахунок інтерференції лазерних пучків, що йдуть в протилежних напрямках. Коли два атоми стикаються в межах оптичної решітки, збудження одного з них «гаситься». Після цього залишається видалити більше збуджений атом, температура якого вища.

Грайнер і його команда експериментально довели можливість надпотужного охолодження, хоча для повноцінного здійснення процесу знадобляться лазери з більшою довжиною хвилі.

Дослідження, результати якого опубліковані в журналі Nature, допоможе вивчити такі явища, як надпровідність, сприятиме розвитку сучасних технології квантових комп'ютерів і, можливо, продемонструє нові стани матерії, вважає пан Грайнер.