Atomaire Koelkasten Konden Ooit Coolste Dingen Maken

{h1}

In een ijskoude doorbraak hebben onderzoekers ontdekt hoe ze rubidiumatomen tot onder de koudste theoretische temperatuur van minus 459 graden f, met optische roosters, moeten afkoelen.

De coolste dingen van de toekomst kunnen worden gemaakt met behulp van wat in essentie koelkasten zijn die op atomair niveau werken, zeggen onderzoekers.

Het niveau van controle over materie dat wetenschappers nu ontwikkelen om ultrakoude objecten te creëren, zou ook kunnen worden gebruikt om geheel nieuwe toestanden van materie en super-krachtige kwantumcomputers te creëren, voegden onderzoekers toe.

Wetenschappers routinematig afkoelen materie tot een paar miljardsten van een graad boven het absolute nulpunt, de koudste temperatuur theoretisch mogelijk, wat overeenkomt met min 459,67 graden Fahrenheit (minus-273,15 graden Celsius). Toch willen ze de materie koelen tot zelfs koudere temperaturen om andere extreme fenomenen beter te begrijpen, zoals supergeleiding, waar elektronen zonder weerstand door objecten ritselen.

Natuurkundigen onthullen nu een nieuwe manier om ultrakoude materie te creëren, met een idee dat lijkt op hoe koelkasten werken. Koelkasten pompen een vloeistof met de naam koelmiddel rond het gebied dat ze afkoelen. Deze vloeistof zuigt warmte op. Het koelmiddel wordt dan ergens gepompt waar het deze warmte dumpt.

Koele atomen

Eerst koelden de onderzoekers atomen van rubidium met lasers. Wanneer ze op de juiste manier zijn ingesteld, kunnen deze stralen atomen ertoe dwingen om te gloeien op een manier waardoor ze meer energie uitstoten dan ze absorberen, waardoor ze kouder worden.

Toen de atomen licht afgaven als gevolg van het raken met de laser, oefende dit een lichte druk uit op hen. De wetenschappers profiteerden van die druk om de atomen onder controle te houden, ze op hun plaats te houden of ze te verplaatsen, soms door botsingen te veroorzaken. [Wacky Physics: The Coolest Little Particles]

De onderzoekers maakten de atomen daarna nog kouder met verdampingskoeling, waarin de materie wordt gekoeld op vrijwel dezelfde manier als een kop koffie zijn warmte verliest - de heetste atomen mogen verdampen, en laten de koudere achter.

Ten slotte gebruikten de onderzoekers webben van lasers die bekend staan ​​als "optische rasters". Wanneer twee atomen in botsing komen binnen het optische raster, onderdrukken de excitaties van één de excitaties van de ander, een fenomeen dat "orbitale excitatieblokkade" wordt genoemd. De aangeslagen atomen worden vervolgens uit het systeem verwijderd - waarbij entropie wordt weggenomen, de hoeveelheid energie die beschikbaar is voor werk - waardoor de resterende atomen afkoelen.

In experimenten met rubidium-atomen in optische roosters toonden de natuurkundigen met succes aan dat ze entropie van atomen konden verwijderen via orbitale excitatieblokkade. In principe kunnen ze temperaturen bereiken die 10 tot 100 keer kouder zijn dan momenteel wordt bereikt, tot temperaturen van tienden tot honderdsten-van-een-miljardste van een graad boven het absolute nulpunt. Waarschijnlijk hebben ze in het echte leven echter lasers met langere golflengten nodig om dit te doen, zei onderzoeker Markus Greiner, een natuurkundige aan de universiteit van Harvard.

Exotische materie

Hun onderzoek zou kunnen helpen 'exotische nieuwe toestanden van materie te creëren, degenen die je nog nooit hebt gezien', vertelde Greiner aan WordsSideKick.com. "Wie weet wat de eigenschappen van deze materialen kunnen zijn?"

Het vermogen om perfecte arrays van atomen te maken zou ook "een goed beginpunt kunnen zijn voor een quantumcomputer voor algemene doeleinden", aldus Greiner. Kwantumcomputers maken gebruik van de bizarre aard van de kwantumfysica - zoals hoe subatomaire deeltjes effectief in twee tegengestelde richtingen tegelijkertijd kunnen draaien - om berekeningen exponentieel sneller uit te voeren dan normale computers voor bepaalde problemen.

Onderzoek naar quantumcomputers is vooral gedaan op apparaten die zijn ontworpen om elk een specifiek soort probleem te kraken, maar optische roosters kunnen leiden tot universele quantumcomputers die, zoals moderne pc's, veel verschillende soorten problemen kunnen aanpakken.

De wetenschappers detailleerden hun bevindingen in het 22 december nummer van het tijdschrift Nature.


Video Supplement: Cowboys - Higgs deeltje | Het Klokhuis.




Onderzoek


Hoe Zou Een Nucleaire Winter Eruit Zien?
Hoe Zou Een Nucleaire Winter Eruit Zien?

Quantum Mystery Of Light Revealed By New Experiment
Quantum Mystery Of Light Revealed By New Experiment

Science Nieuws


Actieve Vulkaan Bevat Aanwijzingen Voor Gewelddadige Aardverschuivingen
Actieve Vulkaan Bevat Aanwijzingen Voor Gewelddadige Aardverschuivingen

'Lost' Da Vinci Portrait, En Zijn Afkomst, Roer Controverse
'Lost' Da Vinci Portrait, En Zijn Afkomst, Roer Controverse

Welke Berg Is De Hoogste Ter Wereld?
Welke Berg Is De Hoogste Ter Wereld?

Matig Drinken Kan De Slaap Verstoren
Matig Drinken Kan De Slaap Verstoren

Ketchup Bottle Physics: Scientist Ontgrendelt De Sleutel Tot Splat-Free Saus
Ketchup Bottle Physics: Scientist Ontgrendelt De Sleutel Tot Splat-Free Saus


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com