15 Ottobre 2021
09:38

Questa è la temperatura più bassa mai raggiunta in un laboratorio

Il record è stato superato in Germania da un team di ricerca che sta studiando le proprietà quantistiche del quinto stato della materia.
A cura di Valeria Aiello

Un team di fisici in Germania ha raggiunto la temperatura più bassa mai registrata in un ambiente di laboratorio: 38 trilionesimi di grado sopra lo zero assoluto, facendo cadere un gas magnetizzato da una torre alta 120 metri. I ricercatori stavano studiando le proprietà quantistiche del cosiddetto quinto stato della materia, il condensato di Bose-Einstein, un derivato del gas che esiste solo in condizioni di ultrafreddo. In questo stato, la materia inizia a comportarsi come un grande atomo, condividendo le proprietà quantistiche di ogni particella e acquisendo un’unica identità.

La temperatura è una misura della vibrazione molecolare: più un insieme di molecole si muove, più alta è la temperatura. Lo zero assoluto è il punto in cui si ferma tutto il movimento molecolare, -273 gradi Celsius (-273 °C), ed è espresso come zero Kelvin. Quando la temperatura viene ridotta fino a interrompere la vibrazione molecolare, si verificano cambiamenti nelle proprietà fisiche della materia, rendendo la ricerca un argomento particolarmente interessante per i fisici quantistici.

Nel loro esperimento record, gli scienziati hanno intrappolato una nuvola  di circa 100.000 atomi di rubidio gassoso in un campo magnetico all’interno di una camera a vuoto. Questa configurazione è stata raffreddata a circa 2 miliardesimi di grado Celsius sopra lo zero assoluto e portata alla torre di caduta di Brema dell’Agenzia spaziale europea, un centro di ricerca sulla microgravità presso l’Università di Brema, da dove è stata fatta cadere accendendo e spegnendo rapidamente il campo magnetico. Questo ha consentito al condensato di Bose-Einstein di fluttuare senza inibizione per gravità, rallentando il movimento molecolare degli atomi di rubidio fino quasi a zero.

La temperatura risultante è rimasta a 38 picokelvin, 38 trilionesimi di Kelvin, per circa 2 secondi, stabilendo “il nuovo record assoluto negativo” ha riportato il team sulla rivista Physical Review Letters. Il precedente record era di 36 milionesimi di Kelvin ed era stato raggiunto dagli scienziati del National Institute of Standards and Technology (NIST) di Bouler, in Colorado, con laser specializzati.

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