Ultrakylmää kaasua pidetään koossa sinisen sirun magneettikentässä. Kun atomeja jäähdytetään, syntyy universumin kylmin kohta. Se on noin 100 miljoonaa kertaa niin kylmä kuin galaksien välinen tyhjä avaruus. 

© CAL/JPL/NASA

Ultrakylmien atomien avulla etsitään pimeää energiaa

0,000 000 000 1 astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella. Niin kylmäksi jäähdytetään atomipilvi uudessa kokeessa ISS:llä. Painottomuudessa atomit säilyvät 10 sekuntia, joten fyysikot ehtivät tutkia niitä ja ehkä ratkaista yhden tähtitieteen suurimmista arvoituksista.

tiistai 20. maaliskuuta 2018 teksti Rolf Haugaard Nielsen

Uudessa kansainvälisellä avaruusasemalla ISS:llä tehtävässä kokeessa fyysikot jäähdyttävät atomit ennätysmäisen alhaiseen lämpötilaan, joka on vain alle 100 biljoonasosa-astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella.  

Pimeän energian arvoitusta ratkotaan

Äärimmäisessä kylmyydessä hiukkasista muodostuu kvanttiaaltoja. Niiden avulla tutkijat voivat muun muassa seurata maapallon mannerjäiden sulamisvauhtia tekemällä erittäin tarkkoja painovoimamittauksia. Mahdollisesti niiden ansiosta pystytään myös paljastamaan, mikä mekanismi on oudon, universumin laajenemista kiihdyttävän pimeän energian takana. 

Hiukkasista aalloiksi

Ultrakylmistä atomeista muodostuvia aaltoja – niin sanottuja Bosen–Einsteinin kondensaatteja – on onnistuttu tuottamaan Maassa vuodesta 1995 alkaen jäähdyttämällä atomeja laservalolla ja radioaalloilla. 

Fyysikoilla on kuitenkin edessään ratkaisematon ongelma, kun he yrittävät saada atomit kylmennetyksi lähes absoluuttiseen nollapisteeseen atomipilven laajetessa. 

Maapallon voimakas painovoimakenttä saa nimittäin atomit putoamaan välittömästi tyhjiökammion pohjalle, missä ne lämpenevät joutuessaan kosketuksiin kammion pohjan kanssa. 

Koe ISS-asemalla

Uudessa kokeessa, joka tehdään ISS:llä Cold Atom Laboratory –nimisessä koelaitteistossa, pilvi laajenee painottomuuden ansiosta 10–20 sekunnin ajan, ja siksi erikoinen Bosen–Einsteinin kondensaatti saavuttaa ennätyksellisen alhaisen lämpötilan: alle 100 biljoonasosa-astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella. 

LÄHDE TUTKIMUSMATKALLE UNIVERSUMIIN tilaamalla Tieteen Kuvalehti

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: