ატომური მაცივარი

 მალე სამყაროს ყველაზე ცივი წერტილი საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურზე(სკს) გადაინაცვლებს(NASA Science).

 კოსმოსში ძალიან ცივა. ტემპერატურა ვარსკვლავთშორისსა და გალაქტიკათშორის სივრცეში ხშირად 3°K(-2700 C)-მდე ეცემა. ძალიან მალე კი სამყაროს ყველაზე ცივი წერტილი სკს-ს შიგნით იქნება.

 ნასას მეცნიერები ატომურ ”მაცივარს” აკეთებენ, რომელმაც მატერია ბუნებაში არ არსებულ 100 პიკოკელვინამდე უნდა გააცივოს. ატომური მაცივარი სკს-ზე 2016 წელს გაემგზავრება.

 100 პკკ. გრადუსის ათმემილიარდედი ნაწილია აბსოლუტური ნულის მაღლა. ასეთ დაბალ ტემპერატურაზე ატომის ყოველგვარი სითბური აქტიურობა, თეორიულად, ჩერდება, ხოლო სითხის, აირისა და გაზის კლასიკური კონცეფცია აზრს კარგავს. ატომები, ურთიერთქმდებენ რა ენერგიის ნულოვანი ზღვრის მახლობლად, ნივთიერება სრულიად განსხვავებულ – კვანტურ მდგომარეობაში გადადის.

 კვანტური მექანიკა ფიზიკის ნაწილია(მოკლედ კვანტური მექანიკის შესახებ), რომელიც აღგვიღწერს წესებს, რომლებიც ატომის ზომის მასტაბებში მოქმედებს. კვანტურ სამყაროში ნაწილაკი ერთბაშად ორ მდგომარეობაში შეიძლება იყოს(კომპლემენტარულობის პრინციპი), ობიექტები ერთდროულად ტალღურ და ნაწილაკურ ბუნებას ავლენენ, წინასწარ განსაზღვრული არაფერია: კვანტური ფიზიკა ალბათობებით ოპერირებს(ატომი).

 მეცნიერები სწორედ ამ სამყაროში ჩახედვას აპირებენ. დასაწაყისისთვის, ბოზე-აინშტაინის კონდენსატს(ბაკ) შეისწავლიან (ნივთიერების აგრეგატული მდგომარეობა(თეთრი ჯუჯა და ნეიტრონული ვარსკვლავი); მატერიის ყველა მდგომარეობა: სიმეტრია და წესრიგი).

 1995 წელს მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ რუბიდიუმის რამდენიმე მილიონი ატომი, გაცივებული აბსულუტური ნულის მახლობელ ტემპერატურამდე, ”მატერიის ტალღაში” ერთიანდებიან. მოგვიანებით გაირკვა, რომ ასეთივე ფოკუსი ნატრიუმის ატომებზეც მუშაობს. 2001 წელს ერიკ კორნელმა, ვოლფგანგ ქეთლერმა და კარლ ვიმანმა ნობელის პრემია, ალბერტ აინშტაინისა და შათენდრანათ ბოზეს(Wiki) მიერ მეოცე საუკუნის დასაწყისში ნაწინასაწარმეტყველევი მოვლენის ექსპერიმენტული დამზერისთვის მიიღეს.

 თუ თქვენ ორ ბოზე-კონდენსტატს შექმნით და მათ ერთმანეთს შეუერთებთ, ისინი ერთმანეთს არ შეერევიან, როგორც ჩვეულებრივი გაზი. ამის მაგივრად ისინი ინტერფერირებას(1) დაიწყებენ, როგორც ტალღები: ერთმანეთისგან ცარიელი სივრცით გამოყოფილი ნივთიერების თხელი პარალელური ფენები. ერთი ბაკ-ის ატომი, მეორეს, ასე რომ ვთქვათ ”დაედება”, შედეგად კი არცერთი ატომი არ გვექნება.

 ატომური მაცივარის საშუალებით ზეცივი ატომების შერევა და მათი ქმედების კვლევა მოხდება. სხვადასხვა ატომები ერთმანეთზე ზემოქმედებას შეშფოთებებისგან პრაქტიკულად თავისუფალ სივრცეში მოახდენენ, რაც მეცნიერებს ზემაღალი სიზუსტის გაზომვათა ჩატარების საშუალებას მისცემს, რაც, ალბათ, აქამდე უცნობი კვანტური ეფექტების აღმოჩენამდე მიგვიყვანს.

scrafad gafart gazis temp dacevaსწრაფად გაფართოებადი გაზების ტემპერატურა ნისლეულ ბუმერანგში სულ რაღაც 1 კელვინია, რაც მას, ცნობილთა შორის, სამყაროს ყველზე ცივ ადგილად აქცევს(თუ ლაბორატორიაში მიღებულ ულტრაცივ ობიექტებს გამოვრიცხავთ).

 სკს ასეთი ექსპერიმენტების ჩასატარებლად საუკეთესო ადგილია. მიკროგრავიტაცია ძალიან დაბალი ტემპერატურების მიღების საშუალებას იძლევა.

 თერმოდინამიკის მთავარი პრინციპის მიხედვით, გაფართოებისას გაზები ცივდებიან. აეროზოლის გაფრქვევისას ჩვენ ვგრძნობთ, რომ ბალონი ცივდება. კვანტურ გაზებსაც დაახლოებით ასე აცივებენ, ოღონდ ბალონის ნაცვლად, ატომების ერთად შემაკავებელი, მაგნიტური ხაფანგით(მაგნიტური ხაფანგი ანტიმატერიისთვის).

 სკს-ზე ასეთი ხაფანგის მაღალი სიმტკიცე აუცილებელი არაა, რადგან მას ატომების მოძრაობის შეჩერება, გრავიტაციული ზემოქმედების გამო, არ დასჭირდება. ეს კი გაფართოებისათვის საჭირო მეტი სივრცის მიღების საშუალებას იძლევა, ვიდრე დედამიწაზე.

 სადამდე მიგვიყვანენ ”ატომური მაცივრით” ჩატარებული ფუნდამენტური კვლევები უცნობია. მისი პრაქტიკული გამოყენების მიმართულებები შემცნებით ფანტასტიკას თუ მოგვაგონებს: კვანტური გადამწოდები(”დატჩიკი”), კორპუსკულარულ-ტალღური ინტერფერომეტრები, ატომური ლაზერები

 მეცნიერები ”ატომურ მაცივარს” კვანტურ სამყაროში შესასვლელ კარებად განიხილავენ. თუმცა კარებმა არა მარტო ”შიგნით”, არამედ ”გარეთაც” შეიძლება გაგვიყვანონ. შესაძლებელია, მენციერებმა მრავალფენიანი ”ატომ-ტალღების” კონსტრუქცია შექმნან, ადამიანის თმის სისქით – საკმაოდ დიდის, რათა მისი დანახვა შეუიარაღებელი თვალითაც მოხერხდეს. კვანტური ფიზიკა მაკროსამყაროშიც შეაბიჯებს… ეს ნამდვილად საოცარი მოვლენა იქნება.

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *