Các nhà khoa học tạo ra nhiệt độ lạnh nhất trong phòng thí nghiệm

Các nhà khoa học tạo ra mức nhiệt gần bằng độ 0 tuyệt đối khi thả rơi buồng chân không chứa các nguyên tử rubidi dạng khí.

Nhóm nghiên cứu Đức lập kỷ lục tạo ra nhiệt độ lạnh nhất từng ghi nhận trong phòng thí nghiệm, Live Science hôm 14/10 đưa tin. Cụ thể, họ tạo ra mức nhiệt cao hơn chỉ 38 phần nghìn tỷ độ K so với độ 0 tuyệt đối (0 độ K hay -273,15 độ C).


Các nhà vật lý Đức làm lạnh nguyên tử đến nhiệt độ thấp nhất từng ghi nhận. (Ảnh: Depositphotos)

Các chuyên gia nghiên cứu tính chất lượng tử trạng thái thứ 5 của vật chất - ngưng tụ Bose-Einstein (BEC), một dẫn xuất của khí chỉ tồn tại dưới điều kiện cực lạnh. Ở giai đoạn BEC, bản thân vật chất bắt đầu hoạt động giống một nguyên tử lớn và trở thành đề tài đặc biết hấp dẫn với các nhà vật lý lượng tử quan tâm đến tính chất cơ học của hạt hạ nguyên tử.

Nhiệt độ là thước đo sự chuyển động của phân tử, nhóm phân tử chuyển động càng nhiều thì nhiệt độ chung càng cao. Độ 0 tuyệt đối là điểm mà mọi chuyển động phân tử đều dừng lại.

Gần độ 0 tuyệt đối, nhiều hiện tượng kỳ lạ bắt đầu xảy ra. Ví dụ, ánh sáng trở thành chất lỏng có thể đổ vào bình chứa, theo nghiên cứu trên tạp chí Nature Physics năm 2017. Heli siêu lạnh ngừng ma sát ở nhiệt độ rất thấp, theo nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications năm 2017. Tại Phòng thí nghiệm Nguyên tử Lạnh thuộc NASA, các nhà nghiên cứu thậm chí chứng kiến các nguyên tử tồn tại ở hai nơi cùng một lúc.

Trong thí nghiệm mới, nhóm nghiên cứu Đức "bẫy" một đám mây gồm khoảng 100.000 nguyên tử rubidi dạng khí trong từ trường bên trong một buồng chân không. Sau đó, họ làm lạnh buồng chân không tới khoảng 2 phần tỷ độ C trên độ 0 tuyệt đối.

Tuy nhiên, các nhà khoa học muốn chạm tới giới hạn xa hơn. Để đạt nhiệt độ thấp hơn, họ cần mô phỏng các điều kiện không gian sâu. Vì thế, họ mang bộ thiết bị tới Tháp thả Bremen của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), trung tâm nghiên cứu vi trọng lực tại Đại học Bremen, Đức.

Bằng cách thả buồng chân không rơi tự do trong khi bật tắt từ trường nhanh chóng khiến BEC lơ lửng mà không bị trọng lực cản trở, nhóm chuyên gia giảm tốc độ chuyển động phân tử của các nguyên tử rubidi xuống gần như bằng 0. Kết quả, BEC duy trì ở mức nhiệt 38 phần nghìn tỷ độ K trong khoảng 2 giây, lập nên kỷ lục về độ lạnh trong phòng thí nghiệm. Nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Physical Review.

Địa điểm tự nhiên lạnh nhất trong vũ trụ là tinh vân Boomerang nằm trong chòm sao Centaurus, cách Trái đất khoảng 5.000 năm ánh sáng. Nhiệt độ trung bình của nơi này là -272 độ C (khoảng 1 độ K), theo ESA.

Nhóm chuyên gia Đức cho biết, về lý thuyết, họ có thể duy trì nhiệt độ lạnh kỷ lục tới 17 giây trong điều kiện không trọng lượng thực sự như ở ngoài vũ trụ. Trong tương lai, nhiệt độ siêu lạnh có thể giúp các nhà khoa học chế tạo máy tính lượng tử tốt hơn, theo các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT).

TIN CŨ HƠN
Sự thật về Giáng Sinh, ông già Noel và tuần lộc

Sự thật về Giáng Sinh, ông già Noel và tuần lộc

Cứ mỗi mùa Giáng Sinh tới là câu hỏi "Ông già Noel có thật hay không" lại được nhắc tới nhiều hơn.

Đăng ngày: 29/11/2025
Ngôi làng duy nhất trên thế giới phơi xác người chết trong lồng tre để tự phân hủy

Ngôi làng duy nhất trên thế giới phơi xác người chết trong lồng tre để tự phân hủy

Thay vì chôn cất hay hỏa táng người chết, người dân tại ngôi làng Trunyan xa xôi trên đảo Bali, Indonesia đã đặt các thi thể vào lồng tre, phơi dưới nắng cho đến khi phân hủy hoàn toàn.

Đăng ngày: 29/11/2025
Tiết lộ sự thật đáng kinh ngạc ít ai biết về Ai Cập cổ đại

Tiết lộ sự thật đáng kinh ngạc ít ai biết về Ai Cập cổ đại

Khi nghĩ tới Ai Cập thì điều gì sẽ lập tức xuất hiện trong tâm trí bạn? Kim tự tháp, pharaph, hay rắn?

Đăng ngày: 29/11/2025
Thời cổ đại không có vệ tinh, bản đồ được vẽ như thế nào?

Thời cổ đại không có vệ tinh, bản đồ được vẽ như thế nào?

Các nhà địa lý cổ đại đã lập bản đồ các thành phố đến bản đồ toàn thế giới bằng cách sử dụng các mô tả du lịch, khảo sát và một lượng lớn toán học.

Đăng ngày: 29/11/2025
Cách đo đạc để biết Fidget Spinner xoay được trong bao lâu khi không có đồng hồ

Cách đo đạc để biết Fidget Spinner xoay được trong bao lâu khi không có đồng hồ

Tại sao ư? Vì hiển nhiên đồng hồ thì không sẵn mà thiết bị laser và cảm biến ánh sáng được bán đầy ngoài chợ.

Đăng ngày: 28/11/2025
Các tổng thống Mỹ làm gì sau khi tuyên thệ nhậm chức?

Các tổng thống Mỹ làm gì sau khi tuyên thệ nhậm chức?

Tỷ phú Donald Trump sẽ chính thức trở thành tổng thống thứ 45 của nước Mỹ vào ngày 20/1 và có chuyến đi bộ đầy tính biểu tượng về nhà mới ở thủ đô Washington.

Đăng ngày: 28/11/2025
Thiên nhiên là gì? Phân loại và vai trò của các nguồn tài nguyên thiên nhiên

Thiên nhiên là gì? Phân loại và vai trò của các nguồn tài nguyên thiên nhiên

Thiên nhiên là một danh từ quen thuộc được chúng ta sử dụng nhiều trong các hoạt động học tập và lao động hằng ngày.

Đăng ngày: 27/11/2025
Khoa Học News