ฟิสิกส์ในฤดูใบไม้ร่วงฟรี

ในการทดลองที่ทำให้การตกไข่สมัยเก่าน่าละอาย นักฟิสิกส์ชาวยุโรปได้ทิ้งอะตอมที่เย็นจัดจำนวนหนึ่งหยดลงบนเพลาสูง 146 เมตร ผลลัพธ์: ไม่มีไข่แดงบนใบหน้าในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยได้สร้างกลุ่มเมฆที่มีอะตอมรูบิเดียมเย็นจัดประมาณ 10,000 อะตอม ซึ่งสงบและเยือกเย็นจนอะตอมหลอมรวมเป็นวัตถุควอนตัมแปลก ๆ ที่เรียกว่าคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ จากนั้นพวกเขาก็ทิ้งสิ่งของลงจากหอคอยรูปเข็มสูงตระหง่านในเมืองเบรเมิน ประเทศเยอรมนี ซึ่งสั้นกว่าอนุสาวรีย์วอชิงตันเพียง 23 เมตร

วัตถุที่ตกลงมาอย่างอิสระนั้นไม่มีน้ำหนัก การลดลงที่ประสบความสำเร็จ

แสดงให้เห็นว่าขณะนี้นักวิจัยมีความสามารถในการตรวจสอบวัตถุควอนตัมในความโน้มถ่วงใกล้ศูนย์ ซึ่งอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นในหัวข้อหนัก เช่น ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป กลุ่มนักวิจัยชาวเยอรมัน อังกฤษ และฝรั่งเศส รายงานวันที่ 18 มิถุนายนในScience .

การศึกษาใหม่นี้เป็น “ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่น่าประทับใจ” นักฟิสิกส์ Wolfgang Ketterle จาก MIT ผู้ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลในปี 1995 จากการสร้าง BECs ในห้องแล็บให้ความเห็น “ผมตื่นเต้นที่ได้เห็นการวิจัยของ BEC ไปในทิศทางต่างๆ มากมาย ซึ่งไกลกว่าที่ผมคาดไว้เมื่อค้นพบ BEC”

หนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับนักวิจัยคือการลดขนาดของอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งปกติแล้วจำเป็นต่อการสร้างและบำรุงรักษา BEC โดยปกติแล้ว การสร้าง BEC ต้องใช้ห้องทดลองขนาดใหญ่ “เต็มไปด้วยกระจกและเลนส์และส่วนประกอบออปติคัลทุกประเภท” นักฟิสิกส์ Paulo Nussenzveig จากมหาวิทยาลัยเซาเปาโลในบราซิล ผู้เขียนบทความร่วมในScience ฉบับเดียวกัน กล่าว “เจ้าพวกนี้ใส่อุปกรณ์ที่เทียบเท่ากันลงในแคปซูลขนาด 60 x 60 x 2 เมตร และส่งมันลงไป 120 เมตร และมันแตกที่ด้านล่าง มันน่าทึ่งจริงๆ”

กล้องจับภาพบีอีซีที่กำลังขยายตัวก่อนที่แคปซูลจะชน

เข้ากับหลุมลูกบอลพลาสติกลึก 8 เมตร พฤติกรรมของอะตอมในสภาพใกล้ไร้น้ำหนักส่วนใหญ่เห็นด้วยกับการคาดการณ์ทางทฤษฎี แม้ว่าการรบกวนทางแม่เหล็กเล็กๆ น้อยๆ จะทำให้ BEC ขยายตัวน้อยกว่าที่คาดการณ์ไว้เล็กน้อย ทีมวิจัยพบว่า

แม้ว่านักวิจัยจะยังไม่ได้ค้นพบฟิสิกส์ใหม่ แต่พวกเขาก็หวังว่าระบบจะมีประโยชน์ในไม่ช้า Ernst Rasel ผู้ร่วมวิจัยจาก Leibniz Universität Hannover ในเยอรมนีกล่าว “นี่เป็นก้าวแรกที่เรียบง่ายสู่บางสิ่งที่คุณสามารถทำการทดลองที่น่าสนใจได้” เขากล่าว

เขาและเพื่อนร่วมงานนึกถึงการทดลองเกี่ยวกับลิฟต์ที่มีชื่อเสียงของไอน์สไตน์เมื่อพวกเขาสร้างหอคอย คนที่อยู่ในลิฟต์ที่ตกลงมาจะรู้สึกไร้น้ำหนัก ไอน์สไตน์ตั้งท่า เนื่องจากแรงดึงของแรงโน้มถ่วงถูกยกเลิกโดยการเร่งความเร็วลง ข้อมูลเชิงลึกนี้เรียกว่าหลักการสมมูล ทำให้ไอน์สไตน์พัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แต่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปใช้กับวัตถุในระดับควอนตัมอย่างไรยังคงเป็นปริศนา

Nussenzveig กล่าวว่าการสังเกตพฤติกรรมของสิ่งแปลกปลอมในสภาวะไร้น้ำหนักอาจตอบคำถามที่ยังไม่ได้คำตอบว่าแรงโน้มถ่วงทำงานอย่างไรในสเกลควอนตัมที่มีขนาดเล็กมาก “การมีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของควอนตัม นั่นเป็นสิ่งที่ยังขาดหายไป” เขากล่าว นักวิจัยบางคนคิดว่าแรงโน้มถ่วงอาจดึงอะตอมประเภทต่างๆ ด้วยวิธีต่างๆ ซึ่งระบบที่ละเอียดอ่อนเช่น BEC ที่ตกลงมาอย่างอิสระอาจตรวจจับได้ เขากล่าว

แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง