Nahe dem absoluten Nullpunkt passieren einige seltsame Dinge. Zum Beispiel wird Licht zu einer Flüssigkeit, die in einen Behälter gegossen werden kann, und Atome könnten an zwei Orten gleichzeitig existieren. In diesem Zusammenhang konnten deutsche Wissenschaftler die bisher kälteste bekannte Temperatur aufzeichnen.

Der absolute Nullpunkt ist das kälteste Ding im Universum, und Wissenschaftler haben gerade einen Rekord gebrochen, indem sie die eisige Temperatur erreicht haben 38 Picokelvin, d. h. 38 Billionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt, was äquivalent zu -273,15 Grad Celsius und wird normalerweise als null Kelvin gemessen.

Der Temperaturrekord könnte weitreichende Auswirkungen auf die Teilchenphysik haben: Das deutsche Forscherteam untersuchte die Quanteneigenschaften des sogenannten fünften Aggregatzustandes: der Bose-Einstein-Kondensat (BEC), ein Gasderivat, das nur unter extrem kalten Bedingungen existiert, berichtet Live Science.

Seltsames Verhalten nahe dem absoluten Nullpunkt

In der BEC-Phase zeigen einige Materialien a immer ungewöhnlicheres Verhalten; Materie selbst beginnt sich wie ein großes Atom zu verhalten. Genau diese Eigenschaft macht es, wie das wissenschaftliche Milieu berichtet, zu einem besonders attraktiven Thema für Quantenphysiker, die sich für die Mechanik subatomarer Teilchen interessieren.

Die flüssige Form von Helium wird zum Beispiel zu a „Superfluid“, was bedeutet, dass es ungeachtet der Reibung frei fließt. Auch nach a 2017 Untersuchung, verwandelt sich das Licht in eine Flüssigkeit, die buchstäblich in einen Behälter gegossen werden kann. Und was noch unmöglicher erscheint: laut der Naturmagazin, haben Forscher des Cold Atom Laboratory der NASA unter ultrakalten Bedingungen die Existenz von Atomen an zwei Orten gleichzeitig beobachtet.

Messung der Molekularbewegung

Die Temperatur ist ein Maß für die molekulare Schwingung: Je schneller sich die Moleküle bewegen, desto mehr Kollisionen erzeugen sie, was zu führt zu erhöhter Hitze. Daher ist die absolute Kälte oder null Kelvin, die eine Substanz erreichen kann, wenn sie stoppt alle molekularen Bewegungen.

Um es in den Kontext zu setzen, erreicht der kälteste bekannte natürliche Ort im Universum eine Durchschnittstemperatur von -272 Celsius (ca. 1 Kelvin) im Boomerang-Nebel, der sich im Sternbild Centaurus befindet, etwa 5.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, nach der Europäische Weltraumorganisation.

Magnetfeld und Mikrogravitationszustand

Die Wissenschaftler der Universität Bremen (Deutschland) Damit näherten sie sich der Grenze des absoluten Nullpunkts, als sie eine Wolke von etwa 100.000 Rubidium-Atomen, die in einem Magnetfeld gefangen waren, auf etwa . abkühlten 2 Milliardstel Grad Celsius in einer Vakuumkammer, wodurch das BEC-Kondensat entsteht.

Doch den Forschern war es nicht kalt genug. Also beschlossen sie, die Weltraumbedingungen zu simulieren, und das Experiment wurde in einer Röhre aus 122 Meter hoher Fall im Fallturm der Europäischen Weltraumorganisation in Bremen.

Durch Absenken der Vakuumkammer des Turms und schnelles Aus- und Einschalten des Magnetfelds konnte das BEC in der Vakuumkammer in einen Zustand von Mikrogravedad. Dadurch konnten die Atome des BEC fast keine molekulare Bewegung zeigen und erreichten 38 Picokelvin.

Die Wissenschaftler, die ihre Forschungen im revista Physical Review Letters, behaupten, dass ihre Anordnung verwendet werden könnte, um Gravitationstheorien auf Quantenebene zu testen, was ein neues Fenster in die mysteriöse Welt der Quantenmechanik bietet.