Powód chłodzenia molekuł do tak oszałamiających temperatur pomaga naukowcom zrozumieć fizykę, która występuje w tak ekstremalnych temperaturach, oraz co robią atomy, kiedy stają się bardzo, bardzo zimne. Naukowcy pociągnęli to za sobą, odbierając ciepło poszczególnym cząsteczkom gazu sodowo-potasowego za pomocą laserów. Był to pierwszy przypadek, kiedy cokolwiek związanego chemicznie zostało tak oziębione. Temperatura spadła do zaledwie 500 nanokelwinów. To tylko 500 miliardowych części stopnia powyżej zera absolutnego. Zero absolutne to miejsce, w którym nic nie może być zimniejsze, a w substancji nie pozostaje absolutnie żadne ciepło (czyli -459,67 stopni Fahrenheita lub -273,15 stopni Celsjusza). Nie jest możliwe, aby uzyskać zimniej niż zero absolutne.
Podczas gdy zespół z MIT użył laserów do schłodzenia molekuł, musiał użyć pola magnetycznego, aby połączyć je razem. Sód i potas nie tworzą wiązań molekularnych w normalnej temperaturze, ponieważ oba są dodatnio naładowane, więc połączenie ich za pomocą pola magnetycznego w zimnych warunkach pozwoliło im zobaczyć nową, złożoną cząsteczkę, która nigdy nie powstałaby samodzielnie. Wynik był cząsteczka, która trwała tylko 2,5 sekundy długo, ale w świecie fizyki, że jest ogromna ilość czasu.
Powód dla wszystkich tego chłodzenia cząsteczek pozwala naukowcom zobaczyć, co mechanika kwantowa są w grze, które nigdy nie będą widoczne w normalnych temperaturach i warunkach. Pomyśl o tym jak uderzenie pauzy na filmie, aby zbadać scenę. Są tam różne rzeczy, które można wyłowić i odkryć, a które przy normalnych prędkościach przeleciałyby tuż obok. Naukowcy tutaj robią zasadniczo to samo. Uzyskują zatrzymany obraz mechaniki cząsteczki z możliwością odkrycia jakiejś nowej, egzotycznej formy materii.
Płynny azot
Więcej faktów o naprawdę zimnych rzeczach
Gdy hel jest schłodzony do poziomu 4 Kelwinów (-452,2 stopni Farenheita), przyjmuje postać ciekłą, a gdy jest schłodzony dalej do 2,17 Kelwina (naprawdę zimno), zachowuje się jak superfluid. Superfluid to materia, która zachowuje się jak płyn o zerowej lepkości. W tej dziwnej formie, ciekły hel może wydawać się samonapędzać i przeciwstawiać siłom grawitacji i napięciu powierzchniowemu. Ciekły hel jest wykorzystywany w magnesach nadprzewodzących, takich jak aparaty MRI, w produkcji płytek krzemowych, spawaniu łukowym i kriogenice. Stany Zjednoczone produkują 75% światowego helu, z czego 30% jest przechowywane w Federalnej Rezerwie Helu w pobliżu Amarillo w Teksasie. Panhandle w Teksasie jest głównym miejscem produkcji helu w USA i na świecie, a powstaje on jako produkt uboczny przy produkcji gazu ziemnego.
Płynny tlen jest również bardzo zimny, choć nie tak bardzo jak płynny hel. Jego punkt zamarzania wynosi 54,36 Kelvina (-361,82 stopni Farenheita) i powoduje, że wszystko, czego dotknie, staje się bardzo kruche. Jest to również silny utleniacz, co oznacza, że materiały organiczne będą się szybko palić w ciekłym tlenie. Ciekły tlen jest szeroko stosowany w programie kosmicznym jako materiał pędny, a także w medycynie.
Ciekły azot jest na trzecim miejscu i wrze w temperaturze 77 Kelwinów (-195.79 stopni Farenheita). Wszyscy prawdopodobnie widzieliśmy ciekły azot w akcji (pomyśl o bananie w ciekłym azocie i kiedy go wyjmują i są w stanie rozbić go na kawałki). Powolne wrzenie ciekłego azotu pozwala mu utrzymać bardzo niską temperaturę. Ciekły azot jest używany w wielu zastosowaniach, takich jak czynnik chłodniczy, krioterapia w zastosowaniach medycznych, w systemach przeciwpożarowych i oczywiście w kriogenice.
Aby przedstawić to wszystko w perspektywie, najzimniejsze miejsce, jakie kiedykolwiek napotkano na Ziemi, miało miejsce na stacji Vostok na Antarktydzie 21 lipca 1983 roku. Temperatura wynosiła -128,6 stopni Fahrenheita (184 Kelwinów). Inne nieco zimniejsze temperatury zostały zdalnie wykryte przez satelity nad Antarktydą, ale uważa się, że znajdują się one pod lodem. Jak widać, jest to cholernie zimno, ale nigdzie w pobliżu najzimniejszej substancji, jaką kiedykolwiek stworzono, dzięki Bogu.
Inna zimna historia, która może ci się spodobać:
Czy gorąca woda może zamarzać szybciej niż zimna? Tak
Czy gorąca woda może zamarznąć szybciej niż zimna?