Credito d'immagine: NASA / JPL
I ricercatori della NASA e del MIT hanno raffreddato il gas di sodio alla temperatura più bassa mai registrata - mezzo miliardesimo di grado sopra lo zero assoluto. Il gas doveva essere confinato in un campo magnetico; altrimenti si attaccherebbe alle pareti del contenitore e sarebbe impossibile raffreddarsi. I ricercatori hanno utilizzato una metodologia simile che ha portato al Premio Nobel per la fisica nel 2001 con la scoperta dei condotti di Bose-Einstein (in cui le molecole si muovono insieme in modo ordinato a basse temperature).
Ricercatori finanziati dalla NASA presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge, Massachussets, hanno raffreddato il gas di sodio alla temperatura più bassa mai registrata, mezzo miliardesimo grado sopra lo zero assoluto. Questa temperatura assoluta è il punto in cui non è possibile un ulteriore raffreddamento.
Questa nuova temperatura è sei volte inferiore rispetto al record precedente e segna la prima volta in cui un gas è stato raffreddato al di sotto di un nanokelvin (un miliardesimo di grado). Allo zero assoluto (-273? Celsius o -460? Fahrenheit), tutti i movimenti si fermano, tranne che per le minuscole vibrazioni atomiche, poiché il processo di raffreddamento ha estratto tutta l'energia dalle particelle.
Migliorando i metodi di raffreddamento, gli scienziati sono riusciti ad avvicinarsi allo zero assoluto. "Andare al di sotto di un nanokelvin è come correre per la prima volta un miglio al di sotto dei quattro minuti", ha dichiarato il Dr. Wolfgang Ketterle, professore di fisica al MIT e co-leader del gruppo di ricerca.
"I gas a bassissima temperatura potrebbero portare a notevoli miglioramenti nelle misurazioni di precisione consentendo migliori orologi e sensori atomici per gravità e rotazione", ha affermato il dott. David E. Pritchard, professore di fisica del MIT, pioniere dell'ottica atomica, interferometria atomica e co- capo della squadra.
Nel 1995, un gruppo dell'Università del Colorado, Boulder, Colorado e un gruppo del MIT guidato da Ketterle, raffreddarono i gas atomici a meno di un microkelvin (un milionesimo grado sopra lo zero assoluto). In tal modo, hanno scoperto una nuova forma di materia, il condensato di Bose-Einstein, in cui le particelle marciano in sequenza invece di fluttuare in modo indipendente. La scoperta è stata riconosciuta con il Premio Nobel per la fisica nel 2001, che Ketterle ha condiviso con i suoi colleghi Boulder, Drs. Eric Cornell e Carl Wieman.
Dalla svolta del 1995, molti gruppi hanno regolarmente raggiunto le temperature dei nanokelvin; con tre nanokelvin come temperatura più bassa registrata. Il nuovo record stabilito dal gruppo MIT è 500 picokelvin o sei volte inferiore.
A temperature così basse, gli atomi non possono essere tenuti in contenitori fisici, perché si attaccerebbero alle pareti. Inoltre, nessun contenitore noto può essere raffreddato a tali temperature. Per aggirare questo problema, i magneti circondano gli atomi, il che mantiene la nuvola gassosa confinata senza toccarla. Per raggiungere le temperature record, i ricercatori hanno inventato un nuovo modo di confinare gli atomi, che chiamano "trappola gravito-magnetica". I campi magnetici hanno agito insieme alle forze gravitazionali per mantenere intrappolati gli atomi.
Tutti i ricercatori sono affiliati al dipartimento di fisica del MIT, al Laboratorio di ricerca di elettronica e al MIT-Harvard Center for Ultracold Atoms, finanziato dalla National Science Foundation. Ketterle, Leanhardt e Pritchard hanno scritto il documento a bassa temperatura, che dovrebbe apparire nel numero di Science del 12 settembre. La NASA, la National Science Foundation, l'Ufficio di ricerca navale e l'Esercito Research Office hanno finanziato la ricerca.
Ketterle svolge attività di ricerca nell'ambito del Programma di ricerca in Fisica fondamentale delle scienze fisiche della NASA, parte dell'ufficio dell'agenzia di ricerca biologica e fisica di Washington. Il Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California, una divisione del California Institute of Technology, Pasadena, gestisce il programma di fisica fondamentale.
Fonte originale: Comunicato stampa della NASA
