دانشمندان دمای زیر صفر درجه کلوین را تجربه کردند

دانشمندان با تولید یک گاز اتمی توانسته‌اند به دمای منفی یک‌میلیاردیم کلوین برسند؛ دمایی کمتر از صفر مطلق کلوین که پیش از این، غیرممکن تلقی می‌شد. این دستاورد ممکن است با انرژی تاریک نیز مرتبط باشد.


به گزارش خبرآنلاین شاید غیر محتمل‌تر از یخ زدن آتش دوزخ به نظر برسد، ولی فیزیکدان‌ها گاز اتمی خاصی تولید کرده‌اند که برای اولین بار به دمایی زیر صفر مطلق کلوین رسیده است. این تکنیک راهی را باز کرده که بتوان موادی با دمای منفی کلوین و همچنین ابزارهای کوانتومی جدیدی تولید کرد و یک معمای بزرگ کیهانی را با استفاده از آن حل کرد.


به گزارش نیچر، لرد کلوین در اویل دهه 1800 مقیاس دمایی مطلق خود را با این فرض که هیچ چیزی سردتر از صفر مطلق نیست، تبیین کرد. بعدها فیزیکدانان تشخیص دادند که دمای مطلق یک گاز به متوسط انرژی جنبشی ذراتش بستگی دارد. با این حساب، صفر مطلق متناظر با با حالتی فرضی است که در آن ذرات هیچ انرژی ندارند، و دماهای بالاتر به متوسط انرژی‌های بالاتری تعلق دارند.


ولی در دهه 1950/1330، فیزیکدانانی که با سیستم‌های عجیب و غریب‌تر کار می‌کردند، متوجه شدند که این مسئله همیشه صحت ندارد: از لحاظ نظری شما دمای سیستم را از روی نموداری می‌خوانید که احتمال یافت شدن ذرات در هر سطح انرژی معین را نشان می‌دهد. معمولا اغلب ذرات انرژی متوسط یا نزدیک به متوسطی دارند و البته تنها تعداد اندکی از ذرات به سطوح انرژی بالاتری می‌رسند. الریچ اشنایدر، فیزیکدان در دانشگاه ماکسمیلیان لودویگ مونیخ توضیح می‌دهد که به طور نظری، اگر جای ذراتی با انرژی بالاتر با ذراتی با انرژی پایین‌تر جابجا شود، این نمودار زیر و رو خواهد شد و علامت دما از دمای مطلق مثبت به دمای مطلق منفی تغییر خواهد کرد.

دره‌ها و قله‌ها


اشنایدر و همکارانش با استفاده از گاز کوانتومی فوق سرد حاوی اتم‌های پتاسیم به چنین دماهای زیر صفر مطلق کلوین دست یافته‌اند. آنها با استفاده از لیزر و میدان مغناطیسی، تک تک اتم‌ها را در آرایشی شبکه‌ای نگه داشتند. در دمای مثبت کلوین اتم‌ها همدیگر را دفع می‌کنند و این منجر به ایجاد پایداری در پیکربندی آنها می‌شود. سپس گروه به سرعت میدان مغناطیسی را طوری تغییر دادند که اتم‌ها به جای دفع، همدیگر را جذب کنند. اشنایدر می‌گوید: «این کار به طور ناگهانی اتم‌ها را از پایدارترین حالت‌شان به حالت دیگری می‌برد، یعنی اتم‌ها قبل از اینکه بتوانند برهمکنش دهند، از پایین‌ترین سطح انرژی به بالاترین سطح انرژی ممکن برانگیخته می‌شوند. این درست شبیه به کوهنوردی است که در دره کوهنوردی می‌کند و سپس ناگهان خود را در نوک قله کوه می‌یابد».


در دمای مثبت، این واژگونی پایدار نخواهد بود و اتم‌ها فرو خواهند پاشید. اما گروه میدان تله‌انداز لیزری را هم به گونه‌ای تنظیم کردند که آن را از لحاظ سطح انرژی، برای چسبیدن اتم‌ها در موقعیتشان مطلوب‌تر کند. نتیجه این آزمایش که هفته قبل در ساینس منتشر شد، گذار گاز از بالای صفر مطلق تا مقدار بسیار کم یک میلیادرم زیر صفر مطلق کلوین را نشان می‌دهد.

آزمایش فوق عجیب!


ولفانگ کترل، از فیزیکدانان ام‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��‌‌آی‌تی است که به خاطر آزمایش پنجمین حالت ماده (چگالش بوز-اینشتین) موفق به دریافت جایزه نوبل شد و پیش از این دماهای مطلق منفی را در سیستم مغناطیسی تشریح کرده بود. وی این کار تازه را یک "کار بسیار تخصصی آزمایشگاهی" می‌نامد و می‎گوید: «حالت‌های ناپایدار پرانرژی که تولید آنها در آزمایشگاه در دماهای مثبت سخت است، در دماهای مطلق منفی پایدار می‌شوند. ای کار مانند این است که شما بتوانید بر روی یک هرم که روی راس خود قرار دارد بایستید و نگران واژگون شدن آن نباشید. در نتیجه چنین تکنیک‌هایی می‌توانند بررسی دقیق‌تر این حالت‌های انرژی را امکان پذیر سازند. این شاید راهی برای تولید اشکال جدیدی از مواد در آزمایشگاه باشد».


به گفته آخیم روش، فیزیکدان نظری در دانشگاه کلن آلمان، اگر چنین سیستم‌هایی ساخته شوند، رفتارهای غریبی از خود بروز خواهند داد. او کسی است که شیوه مورد استفاده توسط اشنایدر و گروهش را پیشنهاد داده بود. برای مثال، روش و گروهش حساب کرده‌اند که در حالی که ابرهای اتمی در حالت عادی توسط نیروی جاذبه پایین کشیده می‌شوند، اگر بخشی از این ابر یک دمای مطلق منفی داشته باشد، برخی از اتم‌ها به سمت بالا حرکت می‌کنند، و به نظر می‌رسد که جاذبه زمین را دفع می‌کنند.


یک ویژگی عجیب دیگر گازهای با دمای زیر صفر مطلق این است که «انرژی تاریک» را شبیه‌سازی می‌کنند، همان نیروی مرموزی که جهان را به رغم نیروی مرکزگرای گرانش با سرعتی روزافزون به انبساط واداشته است. اشنایدر اشاره می‌کند که اتم‌های جاذب موجود در گاز تولید شده توسط گروه او هم تمایل به فروپاشی در خود دارند، ولی نه به این خاطر که دمای مطلق منفی آنها را پایدار می‌سازد. او می‌گوید: «این جالب است که این ویژگی غریب هم در دنیا و هم در آزمایشگاه خود را نشان می‌دهد. این شاید چیزی باشد که کیهان شناسان باید دقیق‌تر ببینند».
http://www.tabnak.ir/fa/news/296157

انشالله این مورد هم مثل مورد قبلی اشتباه و خطای تجهیزات و ... نباشد.

- - - به روز رسانی شده - - -

انشالله این مورد هم مثل مورد قبلی اشتباه و خطای تجهیزات و ... نباشد.

صفر کاوین یک چیز مطلقه مثل : در اندازه گیری که ما 0 داریم و فاصله منفی بی معنیه ، دمای پایین تر از صفر مطلق هم بی معنیه

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط زهرا قربانی

صفر کاوین یک چیز مطلقه مثل : در اندازه گیری که ما 0 داریم و فاصله منفی بی معنیه ، دمای پایین تر از صفر مطلق هم بی معنیه

---

شخصی بنام آقای کلوین کفته که در دمای 273- سانتی گراد اتمها کاملا ساکن میشن و هیچ تکونی نمیخورن و بنابراین 273- صفر مطلق است و اسمش را گذاشته بود صفر کلوین ولی ظاهرا الان مشخص شده که صفر مطلق میتونه پایینتر از صفر کلوین یا 273- درجه سلسیوس باشه

فکر کنم.این پدیده رو میشه با قانون عدم قطعیت هایزنبرگ توجیه کرد.توی مکانیک کوانتم تقریبا هیچ چیزی، رفتار و مقدار همیشه ثابتی نداره.

مهههههههههههههههههههههههه ههههههههههههههههههههههههه هههههههه[taajob]
خیلی 20 بووووووووووووووووووووووود[tashvigh]
فعلا یه تشت گذاشتم زیرم!![tahavoo]

اگه راست باشه که خیلی جالبه!

این دیگه آخرشههههههههههههههههههههه هه!!!![taajob][taajob][taajob]
الهی، تن کلوین بیچاره تو قبر به صفر مطلق رسید!!!!!
حیف شد خیلی دوست داشتم نگذره!!!
ولی دور از شوخی محشر بود. کاشکی یه روز مساله انرژی تاریک هم حل شه ما با آرامش سر رو بالش بذاریم!!!
مرسی

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط m.g.s.t.r

شخصی بنام آقای کلوین کفته که در دمای 273- سانتی گراد اتمها کاملا ساکن میشن و هیچ تکونی نمیخورن و بنابراین 273- صفر مطلق است و اسمش را گذاشته بود صفر کلوین ولی ظاهرا الان مشخص شده که صفر مطلق میتونه پایینتر از صفر کلوین یا 273- درجه سلسیوس باشه

---

این مثل این میمونه که یکی ادعا کنه من یک جسم پیدا کردم که طولش -2 متره!

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط زهرا قربانی

این مثل این میمونه که یکی ادعا کنه من یک جسم پیدا کردم که طولش -2 متره!

---

نه مسئله متر متفاوت هستش
شما متر را تجربه کردی ولی -273 تنها یه نظریه بود و الان متوجه شدن که صفر مطلق کمتر از -273 میتونه باشه
این مثل این میمونه که دانشمندها متوجه بشن که بیشترین سرعت برای نور نیست و پرسرعت تر از نور هم وجود داره

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط زهرا قربانی

این مثل این میمونه که یکی ادعا کنه من یک جسم پیدا کردم که طولش -2 متره!

---

سلام
تو ریاضیات وقتی یه متریک تعریف میکنن 3 تا شرط واسش میزارن که یکیش نا منفی بودنشه که یه قرارداد هستش.متریکهایی هم وجود داره که به صورت عملی استفاده میشه ولی این شرط رو برآورده نمیکنه, تو اون سیستم ها شما اگه از طول منفی حرف بزنید هیچکس بهتون خرده نمی گیره.تازه بگذریم از اینکه به آسانی میشه یه دستگاه جدید تعریف کرد که این دمای اخیر توی اون دستگاه مثبت باشه.لطفا به این سادگی و با این قاطعیت نظریات علمی ای که بزرگان فیزیک ازش حرف میزنن رو رد نکنید.مطمئن باشید اونا بسیار بسیار آگاه تر از ما هستند و به تمام جنبه هاش فکر کردن.

فیزیک بهترین رشته ی دنیاست(رده ی دوم هم از آن ریاضی هستش)
انیشتین میگه:بهترین سرنوشتی که میتونه نصیب یه نظریه بشه اینه که اون نظریه حالت خاصی از یه نظریه ی کلی تر باشه.

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط ab.bb

فکر کنم.این پدیده رو میشه با قانون عدم قطعیت هایزنبرگ توجیه کرد.توی مکانیک کوانتم تقریبا هیچ چیزی، رفتار و مقدار همیشه ثابتی نداره.

---

سلام
عدم قطعیت راجع به ثابت نبودن رفتار و مقدار چیزی نیست.این اصل در واقع یه حد پایین برای حاصل ضرب دقت اندازگیرییه همزمان ویژه مقدارهای دو عملگر هرمیتی(عملگرهای قابل اندازگیری) تعیین میکنه(مثل مکان وتکانه).راستش اون پدیده هم ارتباطی به این اصل نداره[golrooz]

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط محمد ایرانی

سلام
عدم قطعیت راجع به ثابت نبودن رفتار و مقدار چیزی نیست.این اصل در واقع یه حد پایین برای حاصل ضرب دقت اندازگیرییه همزمان ویژه مقدارهای دو عملگر هرمیتی(عملگرهای قابل اندازگیری) تعیین میکنه(مثل مکان وتکانه).راستش اون پدیده هم ارتباطی به این اصل نداره[golrooz]

---

ممنون از راهنمایتون.
توی ویکی پدیا درباره انرژی نقطه صفر یه مقاله نوشته، اونجا از اصل عدم قطعیت نام برده. منتها من چون اینگلیسیم خوب نیست،توضیح دقیقش رو نتونستم اینجا بنویسم.
خواستی به نگاه به این لینک بنداز؛ ببین جریان چیه.
Wiki

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط ab.bb

ممنون از راهنمایتون.
توی ویکی پدیا درباره انرژی نقطه صفر یه مقاله نوشته، اونجا از اصل عدم قطعیت نام برده. منتها من چون اینگلیسیم خوب نیست،توضیح دقیقش رو نتونستم اینجا بنویسم.
خواستی به نگاه به این لینک بنداز؛ ببین جریان چیه.
Wiki

---

خواهش میکنم.
مقاله رو به صورت اجمالی خوندم.میخواد بگه انرژیه حالت صفر , صفر نیست الزاما.اگه تمایل داشته باشید میتونید مسئله ی معروف چاه پتاسیل بینهایت رو که در مکانیک کوانتومی مطرح میشه رو یه نگاه بندازید بهش.اونجا ثابت میشه که کمینه ی انرژیش صفر نیست.مثال جالبیه

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط محمد ایرانی

سلام
تو ریاضیات وقتی یه متریک تعریف میکنن 3 تا شرط واسش میزارن که یکیش نا منفی بودنشه که یه قرارداد هستش.متریکهایی هم وجود داره که به صورت عملی استفاده میشه ولی این شرط رو برآورده نمیکنه, تو اون سیستم ها شما اگه از طول منفی حرف بزنید هیچکس بهتون خرده نمی گیره.تازه بگذریم از اینکه به آسانی میشه یه دستگاه جدید تعریف کرد که این دمای اخیر توی اون دستگاه مثبت باشه.لطفا به این سادگی و با این قاطعیت نظریات علمی ای که بزرگان فیزیک ازش حرف میزنن رو رد نکنید.مطمئن باشید اونا بسیار بسیار آگاه تر از ما هستند و به تمام جنبه هاش فکر کردن.

---

ببخشید اینقد دیر جواب دادم
من تازه فهمیدم که صفرمطلق -273.15 است!

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط محمد ایرانی

فیزیک بهترین رشته ی دنیاست(رده ی دوم هم از آن ریاضی هستش)

---

بنظرم بهترین اول فیزیک بعد شیمی
ریاضی فقط حکم ابزار کار رو داره.

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط زهرا قربانی

من تازه فهمیدم که صفرمطلق -273.15 است!

---

بهتر بود بنویسید "من تازه فهمیدم که صفرمطلق -273.15 بود!"
چون یواش یواش باید بفکر یه تعریف جدید برا صفر مطلق باشند[shaad]

- - - به روز رسانی شده - - -

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط زهرا قربانی

من تازه فهمیدم که صفرمطلق -273.15 است!

---

بهتر بود بنویسید "من تازه فهمیدم که صفرمطلق -273.15 بود!"
چون یواش یواش باید بفکر یه تعریف جدید برا صفر مطلق باشند[shaad]

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط ab.bb

بنظرم بهترین اول فیزیک بعد شیمی
ریاضی فقط حکم ابزار کار رو داره.

---

شک ندارم شیمی بدترین رشته ی دنیاتست (به نظر من البته)

- - - به روز رسانی شده - - -

نقل قول:

---

نوشته اصلی توسط ab.bb

بنظرم بهترین اول فیزیک بعد شیمی
ریاضی فقط حکم ابزار کار رو داره.

---

شک ندارم شیمی بدترین رشته ی دنیاتست (به نظر من البته)