A mozdulatlanság fogalma a valós – emberi és kvantum szinten jelentősen eltér. Például, amit mi teljesen mozdulatlannak tartunk és érzünk, az az atomok szintjén folyamatosan mozog és rezeg. Ezeket a részecskéket pedig különösen nehéz megállásra bírni, azonban ha mégis sikerül, a kvantumfizika azt „mozgási alapállapotnak” nevezi.

Ezt a kvantumállapotot hűtéssel érik el a kutatók, ugyanis minél melegebb valami, annál mozgékonyabbak a részecskék, úgy pedig minél hidegebb valami, a részecskéi lassabban mozognak. Itt pedig van egy olyan negatív hőmérséklet, melyen a részecskék teljesen megállnak – ezt abszolút nullának neveznek (általában -273,15 °C).

A tudósok ugyan korábban már kifejlesztettek módszereket, melyekkel objektumokat szuprahűtés segítségével közel álló helyzetbe tudtak hozni, de eddig csak több millió atomból álló felhőket, esetleg nanogramm méretű tárgyakat jelentett.

Most azonban az MIT tudósai az eddigi legnagyobb és sokkal kézzelfoghatóbb, egy 10 kilós és körülbelül egy oktillió atomot tartalmazó tárgyat hoztak közel tökéletesen mozdulatlan állapotba.

A kutatók a kísérletet a LIGO-ben végezték, ami a Földet elárasztó gravitációs hullámok észlelésével foglalkozik. Ezt úgy teszik, hogy két 4 km-es alagútba lézereket sugároznak, majd tükrökkel verik vissza őket – ezeket a tükröket hűtötték mozgási alapállapotba.

Az atomok hűtése elméletben egyszerű folyamat, mivel csupán a mozgásukat kell ellensúlyozni egy velük egyenlő, de ellentétes erővel. Ehhez viszont a tűhegynél is pontosabban kell mérni a részecskék mozgását, ami még tovább bonyolítja a dolgokat, mert már ez a mérés is új erőt gyakorolhat rájuk, befolyásolva a mozgásukat.

A tudóscsapatnak végül sikerült a mozgást 77 nanokelvinre lehűteni, ami csak egy hajszállal van az abszolút nulla fölött.

„Megmutattuk, hogyan lehet kilogrammos méretű objektumokat szinte teljesen mozdulatlan kvantumállapotba hozni. Ez végre megnyitja az ajtót annak kísérleti tanulmányozása előtt, hogyan hat a gravitáció a nagy kvantumobjektumokra, melyekről ezelőtt csak álmodni lehetett.” – mondta Vivishek Sudhir, a projektet vezető tudós.

A csapat szerint ez az áttörés új, makroszintű kvantumkísérleteket tehet lehetővé – olyanokat, melyeket eddig elképzelni sem tudtunk.

via – Slashgear, Science, MIT, Newatlas