Der kälteste Ort im Universum befindet sich in einem deutschen Labor »Wissenschaftsnachrichten

Ein deutsches Forscherteam hat gerade die niedrigste Temperatur erreicht, die jemals in einem Labor gemessen wurde, und stellt damit einen Zustand wieder her, der auch die Aktivität von Atomen blockieren kann. Da die Temperatur nichts anderes als ein Maß für die molekulare Schwingung ist, ist die Kollektivtemperatur umso höher, je mehr sich eine Gruppe von Molekülen bewegt. Der Begriff absoluter Nullpunkt bezeichnet den Punkt, an dem er aufhört alle molekularen Bewegungen, Zustand, der bei minus 273,15 Grad auftritt. Während ihrer Arbeit, veröffentlicht in ‚Physical Review Letters‘untersuchten die Forscher die Quanteneigenschaften des sogenannten ‚Bose-Einstein-Kondensats‘, des fünften Aggregatzustands, einer Art ultrakalten Gases, in dem sich Materie wie ein einzelnes großes Atom. Frühere Arbeiten hatten bereits gezeigt, dass Atome bei extremer Kälte wirklich seltsame Dinge tun. Aus Licht wird zum Beispiel ein flüssig, das in einen Behälter gegossen werden kann, wie ein Experiment aus dem Jahr 2017 zeigt, das in „Naturphysik„Während Forscher des Cold Atom Lab der NASA sogar die Anwesenheit derselben Atome an zwei Orten gleichzeitig beobachtet haben.

Die Grafik zeigt, wie die Dichte von Atomen beim Abkühlen zunimmt und ein Bose-Einstein-Kondensat bildet – NASA / JPL-Caltech

Bei diesem Experiment „fingen“ die Forscher eine Wolke aus etwa 100.000 Atomen von Gas rubidium in einem Magnetfeld in einer Vakuumkammer, dann kühlten sie die Kammer auf ca 2 Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt, was an sich schon einen neuen Weltrekord aufgestellt hätte. Aber die Wissenschaftler wollten mehr. Und um eine noch niedrigere Temperatur zu erreichen, mussten sie die Bedingungen im Weltraum nachahmen. Also brachten sie ihr Experiment zum Bremer Fallturm der Europäischen Weltraumorganisation ESA, einem Mikrogravitationslabor der Deutschen Universität dieser Stadt. Und von dort aus, etwa 120 Meter hoch, ließen sie die Vakuumkammer fallen, schalteten das Magnetfeld schnell ein und aus, ließen die Kammer schweben und verlangsamten die Bewegung der Rubidiumatome fast bis zum vollständigen Stillstand. Auf diese Weise gelang es dem Team, zwei Sekunden lang die eine Temperatur von nur 38 Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt, übertraf den bisherigen Rekord um „nur“ 36 Millionstel Grad.

Aldrich Sachs

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