Nhiệt độ lạnh nhất mà con người biết đến là bao nhiêu?

Độ không tuyệt đối được đo là -459,67 ° F (-273,15 ° C) và đó là nhiệt độ lạnh nhất có thể trong thang nhiệt động lực học. Để một vật thể đạt đến nhiệt độ đó, sẽ phải có chuyển động hoặc động năng nguyên tử bằng không trong nguyên tử của nó, có nghĩa là các nhà khoa học không thể nào thực sự đạt đến độ không tuyệt đối.

Tuy nhiên, với thí nghiệm được tiến hành trong Phòng thí nghiệm Nguyên tử Lạnh của Trạm Vũ trụ Quốc tế đã lạnh tới 100 nanoKelvin, hoặc 100 phần triệu độ trên độ không tuyệt đối

Nhóm nghiên cứu giải thích rằng đang nỗ lực nghiên cứu các tính chất sóng của nguyên tử, một trong những nơi lạnh nhất trong vũ trụ đã được tạo ra trong vài giây tại Trung tâm Công nghệ Không gian Ứng dụng và Vi trọng lực (ZARM) tại Đại học Bremen.

Đối với các thí nghiệm của mình, nhóm nghiên cứu đã thu một đám mây khí bao gồm 100.000 nguyên tử rubidi trong từ trường của một buồng chân không. Sau đó nó được làm lạnh đột ngột để biến nó thành một khí lượng tử được gọi là Bose-Einstein Condensate (BEC). 

Ngưng tụ Bose–Einstein (BEC) là một trạng thái vật chất của khí loãng bị làm lạnh đến nhiệt độ rất gần độ không tuyệt đối (-459,67 ° F  (-273,15 ° C).

Khi các khí lượng tử hoạt động đồng nhất, như thể chúng là một nguyên tử lớn, các nhà khoa học sử dụng chúng trong các thí nghiệm để quan sát các hiệu ứng lượng tử bất thường biểu hiện ở dạng  vĩ mô, nhằm mở rộng kiến ​​thức của họ về cơ học lượng tử.

Để đạt được nhiệt độ cần thiết, các nhà nghiên cứu đã đưa khí lượng tử - BEC vào cơ sở nghiên cứu Bremen Drop Tower - tháp vi trọng lực Bremen. Trong khi họ thả chất khí lượng tử BEC vào tháp hình trụ hẹp cao 393,7 feet (120 mét), đồng thời họ cũng bật và tắt nhiều lần từ trường chứa khí, khi tắt từ trường, chất khí bắt đầu nở ra và nơi đám mây nhiệt bị bốc hơi qua quá trình chuyển pha thành ngưng tụ Bose-Einstein, quá trình giãn nờ, ngưng tụ, bốc hơi mãnh liệt trong khoảng thời gian rất ngắn làm nhiệt độ của nó bị giảm rất mạnh do tốc độ phân tử giảm.

Các nhà nghiên cứu chỉ có thể duy trì nhiệt độ kỷ lục trong 2 giây, mặc dù họ đã thực hiện các mô phỏng cho thấy nó có thể được duy trì trong khoảng 17 giây trong một môi trường không trọng lượng như Trạm vũ trụ quốc tế. Trong không gian ở môi trường không trọng lượng các nhà khoa học có thể thu giữ các nguyên tử bằng cách sử dụng lực yếu hơn nhiều, vì ở đó chúng không chịu tác động của lực hấp dẫn. 

"Nghiên cứu nguyên tử siêu lạnh có thể thay đổi hiểu biết của chúng ta về vật chất và bản chất cơ bản của trọng lực". Các nhà khoa học thuộc dự án chia sẻ. "Những thí nghiệm chúng tôi sẽ mang đến cho chúng ta nhận thức về trọng lực và năng lượng tối, hai trong số những lực phổ biến nhất của vũ trụ".

Theo Tạp chí Điện tử