Wissenschaftler haben gerade den Rekord für die kälteste Temperatur gebrochen, die jemals in einem Labor gemessen wurde: Sie erreichten die frostige Temperatur von 38 Billionstel Grad über -273,15 Grad Celsius, indem sie magnetisiertes Gas 120 Meter in einen Turm fallen ließen.
Das deutsche Forscherteam untersuchte die Quanteneigenschaften eines sogenannten fünften Aggregatzustands: Bose-Einstein-Kondensat (BEC), ein Gasderivat, das nur unter ultrakalten Bedingungen existiert.
In der BEC-Phase beginnt sich die Materie selbst wie ein großes Atom zu verhalten, was sie zu einem besonders interessanten Thema für Quantenphysiker macht, die sich für die Mechanik subatomarer Teilchen interessieren.
Die Temperatur ist ein Maß für die molekulare Schwingung – je mehr sich eine Ansammlung von Molekülen bewegt, desto höher ist die kollektive Temperatur.
Der absolute Nullpunkt ist also der Punkt, an dem alle molekularen Bewegungen aufhören – minus 459,67 Grad Fahrenheit oder minus 273,15 Grad Celsius. Wissenschaftler haben sogar eine spezielle Skala für extrem kalte Temperaturen entwickelt, die sogenannte Kelvin-Skala, bei der null Kelvin dem absoluten Nullpunkt entspricht .
Nahe dem absoluten Nullpunkt passieren seltsame Dinge. Licht wird beispielsweise zu einer Flüssigkeit, die buchstäblich in einen Behälter gegossen werden kann, so eine Studie, die 2017 in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Naturphysik. Laut einer 2017 in der Zeitschrift veröffentlichten Studie hört unterkühltes Helium bei sehr niedrigen Temperaturen keine Reibung mehr auf Naturkommunikation. Und im Cold Atom Lab der NASA haben Forscher sogar beobachtet, dass Atome an zwei Orten gleichzeitig existieren.
In diesem rekordverdächtigen Experiment haben Wissenschaftler eine Wolke aus rund 100.000 gasförmigen Rubidiumatomen in einem Magnetfeld in einer Vakuumkammer gefangen. Dann kühlten sie die Kammer bis auf etwa 2 Milliardstel Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt ab, was laut NewAtlas an sich schon ein Weltrekord gewesen wäre.
Doch das war den Forschern, die die Grenzen der Physik ausloten wollten, nicht ganz kalt genug; um noch kälter zu werden, mussten sie die Bedingungen im Weltraum nachahmen. Also brachte das Team seinen Aufbau zum Bremer Fallturm der Europäischen Weltraumorganisation, einem Mikrogravitationsforschungszentrum an der Universität Bremen in Deutschland.
Indem sie die Vakuumkammer in einen freien Fall fallen ließen, während das Magnetfeld schnell ein- und ausgeschaltet wurde, sodass das BEC ungehindert durch die Schwerkraft schweben konnte, verlangsamten sie die molekulare Bewegung der Rubidiumatome auf fast nichts.
Der resultierende BEC blieb etwa 2 Sekunden lang bei 38 Pikokelvin – 38 Billionstel Kelvin – und stellte „einen absoluten Minusrekord“ auf, berichtete das Team am 30. August in der Zeitschrift Physische Überprüfungsschreiben.
Der bisherige Rekord von 36 Millionstel Kelvin wurde von Wissenschaftlern des National Institute of Standards and Technology (NIST) in Boulder, Colorado, mit spezialisierten Lasern erreicht.
Der kälteste bekannte natürliche Ort im Universum ist der Boomerangnebel, der im Sternbild Centaurus liegt, etwa 5.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Seine Durchschnittstemperatur beträgt nach Angaben der Europäischen Weltraumorganisation -272 C (ca. 1 Kelvin).
Die Forscher der neuen Studie sagten in einer Erklärung, dass sie diese Temperatur theoretisch bis zu 17 Sekunden unter wirklich schwerelosen Bedingungen wie im Weltraum aufrechterhalten könnten. Ultrakalte Temperaturen könnten Wissenschaftlern eines Tages helfen, bessere Quantencomputer zu bauen, so die Forscher des MIT.
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Dieser Artikel wurde ursprünglich von Live Science veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.