Сейчас лето, и за окном стоит невыносимая жара. И, естественно, в голове бродят мысли о чем-нибудь холодненьком. Как хорошо бы было сейчас мороженого из морозилки, а еще бы если бы эта морозилка была самой низкотемпературной морозилкой в мире. Но ничего подобного не предвидится. Оказывается, что самый низкотемпературный морозильник в мире совершенно не похож на привычные всем холодильники и морозильные камеры. По сути это вакуумная установка, заполненная магнитами, лазерами, измерительной и научной аппаратурой.
В 2003 году команде ученых из Массачусетского технологического института, используя эту установку, удалось охладить атомы натрия до температуры в 450 нанокельвинов. Другими словами, температура атомов была ниже половины одной миллиардной градуса выше абсолютного ноля. Это очень холодно, и это самая низкая температура, которая когда-либо была получена земными учеными.
Что бы получить столь низкие температуры, традиционные морозильники, являющиеся теплоизолированными контейнерами, совершенно бесполезны. Атомы вещества, находящиеся в объеме камеры, в любом случае будут передавать часть холода стенам камеры. А это, в свою очередь, будет препятствовать охлаждению этих атомов до экстремально низкой температуры. Что бы держать атомы вещества отдельно от стенок установки, ученые использовали лазеры и специально разработанную для этого гравитационно-магнитную ловушку, способную держать атомы за счет магнитного поля.
Используя оптический пинцет, роль которого играл мощный луч лазерного света, исследователи захватили несколько миллионов атомов натрия. Уменьшая мощность лазерного излучения, ученые добились того, что наиболее возбужденные атомы, обладающие высокой энергией, покинули пределы ловушки. Оставшиеся на месте атомы были помещены в магнитную ловушку, где их подвергли процессу так называемой адиабатической декомпрессии, что позволило снизить их температуру до уровня в 30 нанокельвинов. После этого, используя магнитное поле, атомы были собраны и уплотнены до получения холодного газа, состоящего из атомов натрия. После этого проводился еще один цикл охлаждения, в результате чего в ловушке осталось всего 30 тысяч атомов натрия, а температура газа упала до рекордного значения в 450 пикокельвинов.
