دنیای متفاوت مواد در دمای بی‌نهایت سرد
این دستاورد به فیزیکدانان کمک می کند درباره اتفاقاتی بیندیشند که در شرایط دمایی بسیار سرد حادث می شود. اتم ها و مولکول ها در دمای طبیعی روزمره با سرعت بالا اطراف ما حرکت و گاهی به هم برخورد می کنند، اما زمانی که دما بی نهایت سرد می شود، اتفاقات نادری می افتد.
فیزیکدانان معتقدند، در دمای بسیار سرد می توان مولکول ها و اتم ها را فشرده و به یک قالب واحد تبدیل کرد. به نظر می رسد این حالتی عجیب در ماده است که هرگز تاکنون مشاهده نشده و یکی از 9 مساله اسرارآمیز حل نشده در فیزیک است. تیمی از متخصصان دانشگاه ام آی تی به رهبری مارتین زورلین با استفاده از لیزر، دمای گاز پتاسیم سدیم را به منظور از هم پاشیدن انرژی تک تک مولکول های گاز پایین آوردند. آنها دمای مولکول های گاز را تا اندازه ای پایین آوردند که تنها 500 میلیونیوم درجه از دمای صفر مطلق یعنی منفی 273 درجه سانتی گراد بالاتر بود. این دما یک میلیون بار سردتر از دمای فضای بین ستاره ای است. چگالی گاز مورد آزمایش آن قدر پایین است که می توان آن را نزدیک به خلأ در نظر گرفت. آنها دریافتند، مولکول ها کاملا پایدار است و تمایلی به انجام واکنش با مولکول های اطراف خود ندارد.
سدیم و پتاسیم که هر دو بار مثبت دارند، معمولا ترکیبی تشکیل نمی دهند و یکدیگر را دفع می کنند. این حالت، سبب جذب عناصری مانند کلر شده که باعث تولید نمک طعام (NACL) یا کلرید پتاسیم می شود. تیم محققان با استفاده از تبخیر و سپس لیزر برای خنک کردن ابرهای اتمی هر یک از این دو عنصر استفاده کردند. سپس با اعمال یک میدان مغناطیسی باعث شدند، این دو به یکدیگر بچسبند و یک مولکول سدیم ـ پتاسیم شکل دهند. دانشمندان سپس از دو لیزر دیگر برای خنک کردن مولکول سدیم ـ پتاسیم استفاده کردند. یک لیزر در فرکانس مخصوصی تنظیم شده بود که با حالت ارتعاش اولیه مولکول مطابقت داشت و لیزر دیگری با پایین ترین حالت ممکن مولکول تطابق داشت. مولکول سدیم ـ پتاسیم انرژی پایین تر را از یک لیزر دریافت می کرد و انرژی را به سمت لیزر با فرکانس بالاتر ساطع می کرد. نتیجه این فرآیند، یک حالت انرژی بسیار کم و یک مولکول بشدت سرد بود. البته مولکول سدیم ـ پتاسیم هنوز به اندازه ترکیبات شیمیایی روزمره پایدار نیست و تنها 5 / 2 ثانیه دوام آورده و پیوند میان دو عنصرش شکسته می شود. در چنین شرایط سخت و دمای پایینی، همین مقدار هم زمان بسیار زیادی محسوب می شود. این یک گام به سمت خنک کردن مولکول و حتی فراتر از آن، قدمی برای مشاهده برخی اثرات مکانیک کوانتومی است که نظریه ها پیش بینی می کنند. چنین اثراتی در مواد تک اتمی مانند هلیوم نشان داده شده، اما هرگز در مولکول هایی که پیچیده تر از اتم هستند و چرخش و ارتعاش دارند، دیده نشده است.برای مثال یک هلیوم فوق العاده سرد به یک مایع بدون ویسکوزیته (اَبَر مایع) تبدیل می شود. به لحاظ تئوری ممکن است مولکول ها وارد چنین حالات عجیب و غریبی شوند.
منبع:جام جم آنلاین
