Yhä kylmempää kyytiä

Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallinnon NASAn Jet Propulsion Laboratoryssa on onnistuttu tuottamaan outoa ainetta. CAL-laitteella (Cold Atom Laboratory) jäähdytettiin atomeja niin alhaiseen lämpötilaan, että ne muodostivat Bosen-Einsteinin kondensaatin. Nimi ei sano välttämättä mitään eikä sillä arkimaailman ilmiöiden kannalta olekaan ihmeempää merkitystä. Se on kuitenkin eräänlainen välitila mikro- ja makromaailman välillä. Ensimmäisen kerran vuonna 1995 aikaansaadussa Bosen-Einsteinin kondensaatissa atomit asettuvat samalle, alimmalle mahdolliselle energiatasolle, jolloin niiden muodostama makroskooppinen ainekasauma alkaa käyttäytyä kvanttimekaniikan lakien mukaisesti – kuin jättimäinen aalto (jolla ei myöskään ole mitään tekemistä järvissä ja merissä vellovien arkisten aaltojen kanssa). CAL-laitteisto on prototyyppi, jolla testataan Kansainväliselle avaruusasemalle vuonna 2016 vietävää tekniikkaa. JPL:ssä saavutettiin nyt 200 nanokelvinin eli kelvinin kahdessadasmiljardisosan lämpötila. Kun CAL saadaan Maan kiertoradalla vallitsevaan mikrogravitaatioon, tutkijat odottavat pääsevänsä vielä matalampiin lämpötiloihin, jopa pikokelviniin eli triljoonasosakelviniin. Avaruusasemalle sijoitettu laitteisto olisi silloin koko maailmankaikkeuden kylmin paikka. Näin alhaisissa lämpötiloissa voi tulla esiin uusia, aiemmin tuntemattomia kvantti-ilmiöitä, joiden tutkiminen liki painottomassa tilassa olisi helpompaa kuin maanpinnalla. Samalla olisi mahdollista tarkastella entistä yksityiskohtaisemmin fysiikan peruslakeja ja niihin liittyviä ilmiöitä. Lähellä absoluuttista nollapistettä perinteiset aineen olomuodot – kiinteä, nestemäinen, kaasumainen – menettävät merkityksensä, ja aineen käyttäytymistä hallitsevat kvanttimekaniikan lait. CAL-laitteistolla päästään mataliin lämpötiloihin jäähdyttämällä rubidiumatomeja ensin laserien avulla. Sen jälkeen atomit vangitaan magneettiseen "loukkuun" ja niiden jäähdyttämistä jatketaan radiosäteilyllä. Radiotaajuuksilla säteily toimii kuin veitsi, joka leikkaa loukkuun jääneistä atomeista "kuumat" pois, jolloin jäljelle jäävät vain kaikkein kylmimmät. Prosessiin eli Bosen-Einsteinin kondensaatin tuottamiseen kuluu aikaa vain joitakin sekunteja. CAL-laitteistosta ja sillä tehtävästä tutkimuksesta löytyy lisää tietoa laboratorion kotisivuilta.

Juttuja samasta aiheesta

Joidenkin vanhimpien juttujen tekstin näyttämisessä on ongelma. Pyrimme saamaan jutut pikaisesti taas normaaleiksi! Pahoittelut!