Hideg, mint a pokol: a tudósok megközelítik az abszolút nullát
A termodinamikai törvények szerint abszolút nullát (0 Kelvin vagy -273, 15 Celsius fok) lehetetlen elérni. Az olaszországi Nazionale di Fisica Nukleáris Intézet (INFN) tudósai azonban a lehetetlenhez közeli valamit elértek: egy viszonylag nagy tömegű és térfogatú tárgyat majdnem 0 K hőmérsékleten lehűttek.
A kérdéses tárgy egy 1 köbméter rézkocka. Fagyasztottuk 6 milikelvin vagy -273, 144 Celsius fok hőmérsékletre. Ez a legnagyobb tárgy tömegben és térfogatban, annyira közel az abszolút nullához.
Azonnali fagylalt
A kutatók a 400 kg-os rézkockát egy krisztatátnak nevezett tartályba helyezték, amelyet úgy alakítottak ki, hogy mindent hidegen tartson - gondoljon egy fagyasztóra, amely másodpercek alatt akár forró levesfagylaltot is készíthet.
Ez a „fagyasztó” kifejezetten ehhez a kísérlethez készült. Ez az első, amely egy objektumot olyan közel hozhat az abszolút nullához. „Ennek a projektnek a fő nehézsége a kriostata technológiai kihívása volt. Tíz évet töltöttünk egy olyan rendszer kifejlesztésén és tesztelésén, amely ezt megteheti ”- mondja Carlos Bucci, az INFN kutatója.
Valami nagyobb része
Az objektum fagyasztása és az abszolút nulla elérése nem a kutatás fő célja - a kriosztát építése csak az első lépés. Részecskedetektorként fogja használni. Az igazi kísérletet az INFN földalatti laboratóriumában végzik Gran Sasso-ban, egy hegységben, az olaszországi Abruzzo régióban.
A kísérletet úgy hívják, hogy a ritka események kriogén föld alatti megfigyelőközpontja legyen (ami véletlenül vagy sem, olaszul szívet jelent). Bucci és csapata úgy véli, hogy a CUORE több információt fog közzétenni a neutronosnak nevezett szubatomi részecskékről és arról, hogy miért van sokkal több anyag, mint az antimatter az univerzumban.
De várjon egy percet, mi köze van a hidegnek az antianyaghoz?
A kutatók azt a ritka jelenséget szeretnék megfigyelni, amikor az antineutrinek rendes neutrinókká alakulnak, mert tudva, hogyan teszik ezt, megmagyarázhatja, miért van több anyag, mint az antianyag. Ezenkívül a kísérlet felfedheti ezen részecskék pontos tömegét, amit a tudósok szerte a világon évek óta próbálnak kiszámítani.
A lényeg: a jelenség tanulmányozásához a környezeti hőmérsékletnek kb. 10 millikevinnek kell lennie. Itt jön be a kriosztát része, mivel ő teheti lehetővé. A kísérlethez adaptálva a belső teret több száz kristály borítja, amelyek a sugárzás és a hőmérséklet változása révén képesek felismerni a neutrinókat, így Bucci és csapata lehetőséget kap az esemény megfigyelésére.
