Forscher des Zentrums für kalte Materie kühlten die Substanz auf Teile pro Million Grad über dem absoluten Nullpunkt ab. Den Wissenschaftlern gelang es, einen Rekord für die Annäherung an die niedrigstmögliche Temperatur aufzustellen. Die Ergebnisse des Experiments wurden in der Zeitschrift Nature Physics veröffentlicht, und die Studie wird in einer Pressemitteilung auf Phys.org kurz beschrieben.
Absoluter Nullpunkt entspricht minus 273,15 Grad Celsius oder 0 Kelvin (K). Darüber hinaus entspricht eine Temperaturerhöhung um ein Grad Celsius einer Temperaturerhöhung um ein Kelvin. Die Vakuumtemperatur überschreitet den absoluten Nullpunkt um 2,7 K aufgrund der nach dem Urknall verbleibenden Wärmestrahlung, die das Universum gleichmäßig füllt.
In zahlreichen Experimenten konnten Physiker Billionenstel eines Kelvins durch Abkühlen einzelner Atome erreichen, mit Molekülen jedoch bisher nicht. Um dieses Problem zu lösen, kombinierten die Wissenschaftler zwei traditionelle Ansätze, indem sie die Temperatur von Molekülen senkten, um Bruchteile eines Grades aufzuzeichnen.
Die Forscher verwendeten Calciumfluoridmoleküle, die in einer magnetooptischen Falle platziert wurden. Sie wurden mit Lasern gekühlt. Gleichzeitig absorbieren die Atome der Materie Strahlungsphotonen und emittieren sie wieder, wobei sie mehr Energie verlieren als gewinnen. Auf diese Weise ist es jedoch möglich, die Temperatur des Moleküls nur bis zu einer bestimmten Grenze (Doppler) zu senken. Um diese Einschränkung zu überwinden, verwendeten die Physiker die Sisyphean-Kühlmethode, bei der zwei Laserstrahlen aufeinander zugehen und dem Molekül kinetische Energie entziehen.
Die Wissenschaftler stellten fest, dass die Temperatur der auf diese Weise abgekühlten Moleküle 50 Millionstel Grad erreichte. Laut den Forschern verlangsamt dies die chemischen Reaktionen, in die die abgekühlte Substanz eintritt, und ermöglicht es Ihnen, die Mechanismen ihres Verlaufs zu beobachten.
