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


Ai đã phát minh ra ABC?
16/02/2020
Lâu nay người ta vẫn cho rằng các thư lại Ai Cập đã sáng chế ra bảng chữ cái đầu tiên. Tuy nhiên, đó chưa phải là toàn bộ
Toán học cấp tốc (Phần 10)
15/02/2020
e e là một số siêu việt và là một trong những hằng số cơ bản của toán học. Được gọi là hằng số Euler, nó có giá trị
Toán học cấp tốc (Phần 9)
15/02/2020
Số đại số và số siêu việt Một số đại số là nghiệm của một phương trình chứa lũy thừa của biến x, một đa thức
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 62)
15/02/2020
Chương 18 BOM KHINH KHÍ, TÊN LỬA LIÊN LỤC ĐỊA, LASER VÀ TƯƠNG LAI Sau sự phát triển bom nguyên tử, bản chất của chiến tranh
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 61)
15/02/2020
TIẾP TỤC DỰ ÁN MANHATTAN Nghiên cứu Dự án Manhattan đã khởi động. Vấn đề chính là tách U-235 ra khỏi uranium thiên nhiên.
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 42)
15/02/2020
NÓ THỰC SỰ LÀ MỘT BỘ NÃO? Mặc dù các nhà khoa học này tuyên bố rằng mô phỏng máy tính của họ về não sẽ bắt đầu
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 41)
15/02/2020
XÂY DỰNG MỘT BỘ NÃO Giống như nhiều đứa trẻ khác, tôi đã từng thích tháo rời đồng hồ, tháo rời chúng, vặn hết ốc
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 88)
14/02/2020
Neptunium Vào năm 1940, các nhà vật lí Mĩ Edwin McMillan (1907–91) và Philip Abelson (1913–2004) đã tạo ra nguyên tố đầu tiên nặng

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