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Gli scienziati hanno appena battuto il record per la temperatura più fredda mai misurata in un laboratorio: 38 biliardesimi di grado soprai i -273,15 gradi Celsius.
Il team di ricercatori tedeschi stava studiando le proprietà quantistiche di un cosiddetto quinto stato della materia: il condensato di Bose-Einstein (BEC), un derivato del gas che esiste solo in condizioni ultra-fredde. Nella fase BEC la materia inizia a comportarsi come un grande atomo, un argomento particolarmente attraente per i fisici quantistici che sono interessati alla meccanica delle particelle subatomiche.
La temperatura più bassa raggiungibile teoricamente è di 273,15 gradi sotto lo zero Celsius. Non si può andare oltre. La temperatura infatti altro non è che una misura dell’energia del movimento degli atomi in una struttura compatta, amorfa o cristallina. Più gli atomi vibrano attorno alla loro posizioni nella struttura, più la temparatura aumenta.
Gli scienziati hanno sviluppato una scala speciale per temperature estremamente fredde, chiamata scala Kelvin, dove zero Kelvin corrisponde allo zero assoluto.
Lo zero assoluto corrisponde alla condizione in cui gli atomi sono immobili, anche se è irrealizzabile da un punto di vista pratico per motivi legati alle leggi della fisica quantistica. Ma ci si può arrivare molto vicino.
In questo esperimento da record, gli scienziati hanno intrappolato una nube di circa 100.000 atomi di rubidio gassoso in un campo magnetico all’interno di una camera a vuoto. Quindi, hanno raffreddato la camera a circa 2 miliardesimi di grado Celsius sopra lo zero assoluto, che sarebbe stato un record mondiale in sé, secondo NewAtlas.
Ma questo non era abbastanza gelido per i ricercatori, che volevano spingersi ai limiti della fisica; per raggiungere temperature ancora più basse, avevano bisogno di imitare le condizioni dello spazio profondo. Così il team ha usato la torre di caduta di Brema dell’Agenzia spaziale europea, un centro di ricerca sulla microgravità presso l’Università di Brema in Germania.
Facendo precipitare la camera a vuoto in caduta libera mentre accendevano e spegnevano rapidamente il campo magnetico, permettendo al BEC di fluttuare disinibito dalla gravità, rallentavano il movimento molecolare degli atomi di rubidio a quasi zero.
Il BEC risultante è rimasto a 38 picokelvin – 38 bilionesimi di Kelvin – per circa 2 secondi, stabilendo “un record assoluto meno”, ha riferito il team il 30 agosto sulla rivista Physical Review Letters. Il precedente record di 36 pico Kelvin, è stato raggiunto dagli scienziati del National Institute of Standards and Technology (NIST) di Boulder, in Colorado, con laser specializzati.
Il luogo naturale più freddo conosciuto nell’universo è la Nebulosa Boomerang,che si trova nella costellazione del Centauro, a circa 5.000 anni luce dalla Terra. La sua temperatura media è di -272 C (circa 1 Kelvin) secondo l’Agenzia Spaziale Europea.
I ricercatori hanno affermato che, teoricamente, potrebbero sostenere questa temperatura fino a 17 secondi in condizioni di assenza di gravità, come nello spazio. Le temperature ultra fredde potrebbero un giorno aiutare gli scienziati a costruire computer quantistici migliori, secondo i ricercatori del MIT.
