Foto: James Glover
I fisici non tendono ad usare liberamente il linguaggio universale, quindi dal momento che Lord Kelvin ha soprannominato la misura di base della sua scala di temperatura "zero assoluto", ciò dovrebbe essere un segno che c'è ragione per cui la natura "assoluta" della misura deve essere presa sul serio .
A differenza della scala centigrado, dove 0 gradi segna il punto di congelamento dell'acqua dolce, o la scala Fahrenheit, dove 0 è la temperatura stabile di una miscela di acqua, ghiaccio, cloruro di ammonio e sale marino, 0 Kelvin — zero assoluto — è, teoricamente, la cosa più fredda che si possa immaginare. Questa è la temperatura quando tutto il movimento arriva a gattonare, quando le molecole smettono di tremare e gli atomi smettono di muoversi.
In Nature, Zeeya Merali riporta il lavoro di Stefan Braun e colleghi, un gruppo di fisici che sono riusciti a rovesciare l'assolutismo di Kelvin creando "un gas atomico con una temperatura sotto lo zero assoluto per la prima volta".
Attraverso un approccio elaborato - sfruttando i laser e lanciando rapidamente campi magnetici - gli scienziati hanno capito come spingere gli atomi per assumere temporaneamente energie al di sotto dello zero assoluto. Gli scienziati hanno manipolato una nuvola di atomi di potassio intrappolati dai laser, afferma Merali:
A temperature positive, gli atomi si respingono, rendendo stabile la configurazione. Il team ha quindi regolato rapidamente i campi magnetici, facendo sì che gli atomi si attirassero anziché respingersi. "Questo sposta improvvisamente gli atomi dal loro stato di energia più stabile e più basso allo stato di energia più alto possibile, prima che possano reagire", afferma Schneider. "È come camminare attraverso una valle, per poi ritrovarti immediatamente sulla cima della montagna."
A temperature positive, tale inversione sarebbe instabile e gli atomi collasserebbero verso l'interno. Ma il team ha anche regolato il campo laser di intrappolamento per renderlo più energicamente favorevole affinché gli atomi si attacchino nelle loro posizioni. Questo risultato, descritto oggi in Science, segna la transizione del gas da poco sopra lo zero assoluto a qualche miliardesimo di Kelvin sotto lo zero assoluto.
I ricercatori immaginano che se i nuovi materiali potessero in qualche modo essere ricavati da atomi sotto-congelanti, probabilmente agirebbero in qualche modo possibilmente strano.
Ad esempio, Rosch e i suoi colleghi hanno calcolato che mentre le nuvole di atomi sarebbero normalmente tirate verso il basso dalla gravità, se parte della nuvola si trova a una temperatura assoluta negativa, alcuni atomi si sposteranno verso l'alto, apparentemente sfidando la gravità.
Anche in fisica, a quanto pare, alcune regole sono fatte per essere infrante.
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