ما هي اقل درجة حرارة موجودة فى الكون؟ وأين توجد؟ وكيف يمكن الوصول إليها؟

أبرد نقطة في الكون

اقل درجة حرارة توجد فى الكون توصل لها العلماء هنا على الارض وهى 177 نانو كيلفن (النانو هو 10 مرفوعة للقوة -9 والكلفن هو -273 درجة سليزيوس) كيف تمكن العلماء من الوصول لهذه الحرارة التي تتواجد هنا على الأرض فقط وفي معامل خاصة لنوضح ذلك:

الخطوة الأولى تسخين جزيئات من الصوديوم إلى درجة حرارة 700 فهرنهايت و الهدف هنا هو الفصل بأكبر قدر ممكن بحيث يمكنك الحصول على أقل عدد ممكن من ذرات الصوديوم.

الخطوة الثانية وهى يتم توجيه شعاع ليزر على ذرات الصوديوم، ولكن السؤال هنا كيف يتم التبريد بواسطة الليزر؟ فى الحقيقة هى فكرة عبقرية صممها معهد  (MIT)  وهي ببساطة أن تتم مصادمة الذرات مع شعاع الليزر بحيث يكون اتجاه التصادم فى اتجاه معاكس لحركة الذرة الاصلية وذلك لتقليل الحركة الحرارية للذرات (thermal motion for atoms) وبهذه الطريقة الغريبة يتم إبطاء حركة الذرات وذلك يؤدي إلى تبريد الذرات بدرجة كبيرة جدا.

الخطوة الثالثة يتم استخدام مجال مغناطيسي لتسريع عملية التبريد بحيث تستطيع الذرات التخلص من الحرارة بسرعة أكبر وايضا التخلص من الذرات الأعلى فى درجات الحرارة نفسها فى عملية تشبه النفخ في كوب القهوة لتبريده بشكل أسرع.

النتيجة الوصول لأقل درجة حرارة ممكنة وهى 177 نانو كلفن، وفي هذه المرحلة تبدأ الذرات بفقدان خصائصها وتبدأ بالدخول فى حالة كمية إسمها (Bose-Einstein condensate) وهي حالة خاصة فريدة من حالات المادة، في الحقيقة ان هذه الحرارة تعتبر أقل درجة حرارة فى الكون كله، أقل من أي شئ حتى من الفضاء نفسه ولكن الشيء المهم هنا هو ما الأهمية من الوصول لهذه الدرجة من الحرارة؟ فى الحقيقة هذا يفيد العلماء كثيرا، ويقدم معلومات عن أشياء وظواهر معينة فى الكون مثل النجوم النيوترونية او الأجزاء الأولى من الثانية بعد الانفجار الكبير،  ولكن ما العلاقة بين النجوم شديدة الحرارة واكثر نقطة برودة فى الكون؟

في الحقيقة تحت هذه الظروف الشديدة سواء من الحرارة العالية او المنخفضة فإن الذرات تتصرف بطريقة متشابهة جداً حيث ان الذرات فى هذه الظروف تفقد خصائصها وشكلها المعروف وتبدأ بالتراكب الكمي فى حالة غريبة للمادة تسمى بتكاثف بوز-أينشتاين (Bose-Einstein condensate) وعن طريق معرفة الخصائص الغريبة لهذه الحالة على الأرض يمكن أيضا معرفة بعض الخصائص والقوانين التي تحكم النجوم الكبيرة جدا وذات الحرارة العالية والكتلة والكثافة مثل النجوم النيوترونية وفي الحقيقة هذه هي روعة العلم انه يمكن ربط ودراسة أشياء مختلفة تماما ولكن تربطها علاقات خفية يحاول دائما العلماء الوصول لها وذلك لانه ببساطة الكون كله يحكمه علاقات فيزيائية لها أسس علمية يمكن دراستها.

المصادر:

Sourish Basu, “Quantum Ferrofluid: A Bose-Einstein Condensate of Tiny Magnets“, August 14, 2007

https://www.youtube.com/watch?v=1RpLOKqTcSk

 

عدد القراءات (1621)

التعليقات

التعليقات

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*