Alapvetően az atomok folyamatosan mozognak, és mindent megtesznek, hogy energiához jussanak. A különböző hőmérsékleteken azonban egészen eltérő a részecskék rezgése – éppen ezért a hőmérséklet mérése tulajdonképpen arra szolgál, hogy az atomok átlagos mozgási energiáját feltérképezzük. Abszolút nulla, azaz mínusz 273,15 Celsius-fokos hőmérsékleten a helyzet például igen egyedi, ekkor ugyanis a mozgás megszűnik, és csak a nullponti energia marad meg.
A lézersugarakból például energiát nyerhetnek az atomok, ezáltal többet vibrálnak és melegebbnek érzékeljük őket. A lézer fényenergiáját azonban arra is fel lehet használni, hogy lelassítsuk a részecskék mozgását, így jelentősen lehűl az azokból összeálló anyag.
A National Institute of Standards and Technology (NIST) kutatói arra voltak kíváncsiak, mégis mennyire lehet lecsökkenteni az atomok rezgési sebességét a lézerek speciális felhasználásával. Ehhez a szakértők a lézersugarat egy igen apró, mindössze 20 mikrométer széles és 100 nanométer vastag alumínium membránra irányították.
Elképesztő, de az anyag egészen 0,00036 kelvinig hűlt le, amelynél ember közelebb még nem került a Kelvin-skála abszolút nullájához. Az eredményekről beszámoló tanulmány szerzői szerint a kis alumíniumdarab 10 000-szer volt hűvösebb, mint az űr mély, sötét, légüres tere.
És hogy a kísérletnek mi volt a gyakorlati haszna? Nos, a szakemberek úgy gondolják, hogy a technológia lehet a kulcs a hatékony kvantum-szuperszámítógépek előállításához, melyek elméletileg jóval gyorsabbak lesznek, mint a ma használt rendszerek.
Ezek a számítógépek kvantumbitet használnak – a normál gépek bináris bitjeivel ellentétben az információt nem csak nullák és egyesek képében tudják tárolni, hanem a nulla és egy mellett akár a két szám szuperpozíciójában is. Ez a rendszer, bár a gyakorlatban még kiaknázásra vár, de forradalmasíthatja a digitális adatok tárolását.
A különböző zajok, melyek gyakorlatilag bármilyen forrásból érkezhetnek, megzavarhatják az érzékeny összetevők rezgését, ezzel pedig torzulhat az általuk hordozott információ. Ez problémát okozhat a futó programoknál, melyek így helytelen válaszokat továbbítanak.
Ha azonban sikerülne az atomi szinten közel abszolút nulla fokra lehűteni az anyagokat, az információ nem károsodna. Úgy tűnik, a kísérletben használt lézersugarakban megvan a lehetőség, hogy megközelítsük velük ezt az elképesztő hideget.
(Via: IFL Science)
