Քվանտային ֆիզիկայի նոր սահմանագիծը տիեզերքում
Չինական «Տյանգուն» տիեզերակայանում իրականացված գիտական փորձարկումների արդյունքում ֆիզիկոսները հասել են աննախադեպ ցածր ջերմաստիճանի՝ 9,7 պիկոկելվինի, ինչը գիտության պատմության մեջ համարվում է ամենացածր համարժեք ջերմաստիճանը, հաղորդում է Journal Arta-ն։ Այս նվաճումը, որը հրապարակվել է Science հեղինակավոր ամսագրում 2026 թվականի նոյեմբերի 9-ին, մոտ 280 միլիարդ անգամ ցածր է տիեզերական ֆոնային ճառագայթման միջին ջերմաստիճանից։ Գիտնականները նշում են, որ այս արդյունքը ոչ միայն սահմանում է նոր ռեկորդ, այլև հնարավորություն է տալիս ավելի խորքային ուսումնասիրություններ կատարել բացարձակ զրոյին մոտ պայմաններում։
Պեկինի համալսարանի գիտնականներ Սյաոցզի Չժոուն և Սյուցզոն Չենը, ինչպես նաև Չինաստանի գիտությունների ակադեմիայի ներկայացուցիչ Վեյբյաո Չենը, օգտագործել են տիեզերական միկրոգրավիտացիոն միջավայրը՝ Երկրի վրա գոյություն ունեցող սահմանափակումները հաղթահարելու համար։ Բացարձակ զրոն՝ զրո կելվինը, տեսական սահման է, որին հասնելն անհնար է, սակայն դրան մոտենալը թույլ է տալիս նյութին դրսևորել էկզոտիկ քվանտային վարքագիծ։
Ծայրահեղ սառեցման տեխնոլոգիան և միկրոգրավիտացիան
Փորձի հիմքում ընկած է ռուբիդիում-87 ատոմների ամպը, որը տեղադրվել է «Cold Atom Physics Rack» սարքավորման մեջ։ Լազերային սառեցումից հետո կիրառվել է գոլորշիացման մեթոդը, որի ժամանակ ամենաէներգետիկ ատոմները հեռացվում են համակարգից՝ նվազեցնելով մնացած մասնիկների էներգիան։ Տիեզերքում, ի տարբերություն Երկրի, գրավիտացիայի բացակայությունը ստեղծում է մարտահրավերներ, քանի որ սովորաբար գրավիտացիան օգնում է հեռացնել ավելորդ ատոմները։
Խնդիրը լուծելու համար հետազոտողները կիրառել են մագնիսական դաշտի գրադիենտ՝ սիմուլյացնելով գրավիտացիայի ազդեցությունը, ինչը թույլ է տվել ավելի արդյունավետ հեռացնել բարձր էներգիա ունեցող ատոմները։ Սկզբնական փուլում ձևավորվել է 20,000 ռուբիդիումի ատոմներից կազմված Բոզե-Էյնշտեյնի կոնդենսատ՝ 3,1 նանոկելվին ջերմաստիճանում։ Այնուհետև կոնդենսատը տեղափոխվել է լազերային թակարդ, որի թուլացման միջոցով ատոմային ամպը դանդաղ ընդարձակվել է։ Արդյունքում, ատոմները մնացել են դիտելի յոթ վայրկյան շարունակ, ինչը թույլ է տվել չափել դրանց ընդարձակման արագությունը և հաշվարկել 9,7 պիկոկելվին համարժեք ջերմաստիճանը։
Գիտական նշանակությունը և հեռանկարները
Այս ձեռքբերումը կարևոր է ոչ միայն ռեկորդային ցուցանիշի, այլև դրա գործնական կիրառման համար։ Բոզե-Էյնշտեյնի կոնդենսատները թույլ են տալիս ուսումնասիրել քվանտային վարքագիծը մակրոսկոպիկ մակարդակում, որտեղ առանձին ատոմների փոխարեն ամբողջ համակարգը գործում է որպես մեկ քվանտային օբյեկտ։ Սա նոր հնարավորություններ է բացում գերզգայուն քվանտային սենսորների ստեղծման համար, որոնք կարող են օգտագործվել ֆունդամենտալ ֆիզիկական օրենքների, այդ թվում՝ ձգողական ալիքների և մութ նյութի հետազոտության համար։
Նախկինում ռեկորդներ են գրանցվել NASA-ի կողմից 2018 թվականին (100 նանոկելվին) և Գերմանիայի Բրեմենի աշտարակում 2021 թվականին (38 պիկոկելվին)։ 9,7 պիկոկելվին ցուցանիշը ապացուցում է, որ տիեզերական հարթակները, ինչպիսին «Տյանգուն» կայանն է, դառնում են ժամանակակից ֆիզիկայի հիմնական լաբորատորիաները։ Այս տեխնոլոգիաները նաև հիմք են հանդիսանում ատոմային ինտերֆերոմետրիայի զարգացման համար, որը թույլ է տալիս չափել շրջակա միջավայրի ամենափոքր փոփոխությունները։ Ապագա տիեզերական առաքելությունների համար այս հարթակը դառնում է անփոխարինելի գործիք՝ քվանտային սիմուլյացիաների և ճշգրիտ չափագիտության ոլորտում նոր հորիզոններ բացելու համար։