Hạt nano được làm lạnh lượng tử đến sát không độ tuyệt đối

Các nhà nghiên cứu vừa sử dụng một phương pháp mới thao túng trạng thái lượng tử của các hạt để làm lạnh một hạt thủy tinh tí hon vào trạng thái lượng tử khả dĩ thấp nhất của nó.

Khi bạn tiến xuống cấp độ vô cùng nhỏ, nhiệt và chuyển động hoán đổi cho nhau được: một hạt chuyển động càng nhanh, thì nó càng nóng. Vì thế, để làm lạnh một hạt nhỏ, bạn phải khiến cho nó ngừng chuyển động. Do các quy tắc cơ học lượng tử nói rằng bạn không bao giờ biết chính xác một hạt chuyển động nhanh bao nhiêu, thành ra có một giới hạn về mức lạnh mà một hạt có thể đạt tới. Khi một hạt nằm ở giới hạn đó, ta nói rằng nó đạt tới trạng thái cơ bản của nó.

Markus Aspelmeyer tại Đại học Vienna ở Áo và các đồng sự của ông đã dùng một laser làm lạnh một hạt thủy tinh rộng 150 nano mét vào trạng thái cơ bản của nó (Science, doi.org/dkvw).

Laser nâng hạt lên thông qua một hiệu ứng gọi là bẫy quang học, trong đó ánh sáng tương tác với hạt giữ nó tại chỗ. Các gương bố trí hai bên hạt làm cho ánh sáng chồng chất và giao thoa với chính nó.

Theo cơ học lượng tử, ánh sáng giao thoa này chỉ có thể tồn tại ở những tần số nhất định. Điều đó cho phép các nhà nghiên cứu chọn ra tần số chính xác của ánh sáng va chạm với hạt. Khi hạt dao động tới lui, một số tần số ánh sáng sẽ làm nó tăng tốc bởi việc truyền cho nó những lượng nhỏ năng lượng, còn những tần số khác sẽ làm nó chậm lại do hấp thu năng lượng.

Việc chỉ cho phép những tần số làm hạt chậm lại sẽ giữ cho nó lạnh đi cho đến khi đạt tới trạng thái cơ bản. Điều này xảy ra ở nhiệt độ 0,000012 kelvin (khoảng – 273oC), chỉ một phần nhỏ trên không độ tuyệt đối, nhiệt độ khả dĩ thấp nhất.

Nguồn: New Scientist

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 92)
05/07/2020
Hiệu ứng Doppler 1842 Christian Andreas Doppler (1803–1853), Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot (1817–1890) “Khi viên sĩ quan cảnh
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 91)
05/07/2020
Quang học sợi 1841 Jean-Daniel Colladon (1802–1893), Charles Kuen Kao (sinh 1933), George Alfred Hockham (sinh 1938)   Khoa học về sợi
Thời gian có thật sự trôi không?
28/06/2020
Các định luật vật lí hàm ý rằng sự trôi qua của thời gian là một ảo giác. Để né tránh kết luận này, chúng ta phải suy
Chuyện kể của một hạt muon
19/06/2020
Khám phá muon từng khiến các nhà vật lí bối rối. Ngày nay, các thí nghiệm quốc tế sử dụng hạt vốn từng khó hiểu này để
Vì sao lực hấp dẫn khác với những lực còn lại?
17/06/2020
Chúng tôi hỏi bốn nhà vật lí tại sao lực hấp dẫn lạc lõng trong số các lực của tự nhiên. Và chúng tôi nhận được bốn
Cấp độ trong vật lí học
13/06/2020
Không giống triết học, logic học, hay toán học thuần túy, vật lí là một khoa học vừa mang tính kinh nghiệm vừa mang tính định
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần cuối)
13/06/2020
TRIẾT HỌC VÀ KHOA HỌC THẦN KINH Cuộc tranh luận giữa Nguyên lý Copernican và Nguyên lý Nhân loại cũng tạo ra tiếng vang trong khoa
Các nghịch lí Zeno
09/06/2020
ACHILLES VÀ CON RÙA “Mọi chuyển động đều là ảo giác.” Xếp thứ nhất trong chín nghịch lí của chúng ta có từ hai thiên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com