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 schafft Bedingungen, die auch atomare Aktivität blockieren können. 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, Bedingungen, die bei minus 273,15 Grad auftreten. Während ihrer Arbeit, veröffentlicht im ‚Physical Review Letter‘untersuchten die Forscher die Quanteneigenschaften des sogenannten „Bose-Einstein-Kondensats“, des fünften Aggregatzustands, einer Art ultrakalten Gases, in dem Materie beginnt, sich so zu verhalten, als ob sie es wäre großes einzelnes Atom. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass Atome bei extremer Kälte sehr seltsame Dinge tun. Aus Licht wird beispielsweise Flüssigkeit, die in einen Behälter gegossen werden kann, wie in einem 2017 veröffentlichten Experiment in „Natürliche Physik„Während Forscher des Cold Atom Lab der NASA sogar die Anwesenheit derselben Atome an zwei Orten gleichzeitig beobachtet haben.

Diagramm, das zeigt, wie die Atomdichte 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 ein Rubidiumgas in einem Magnetfeld in einer Vakuumkammer, dann kühlen sie die Kammer auf ca. 2 Milliarden Grad über dem absoluten Nullpunkt, was allein schon einen neuen Weltrekord aufstellen würde. Aber Wissenschaftler wollen mehr. Und um zu niedrigeren Temperaturen zu kommen, mussten sie die Bedingungen im Weltraum nachahmen. Deshalb führten sie Experimente auf dem Bremer Fallturm der Europäischen Weltraumorganisation ESA durch, einem Mikrogravitationslabor an der Deutschen Universität der Stadt. Und von dort aus, etwa 120 Meter hoch, lassen sie das Vakuum des Weltraums fallen, schalten das Magnetfeld schnell ein und aus, lassen den Raum schweben und verlangsamen die Bewegung der Rubidiumatome fast vollständig. Auf diese Weise gelang es dem Team, zwei Sekunden lang die Temperatur liegt nur 38 Milliarden Grad über dem absoluten Nullpunkt, übertraf den bisherigen Rekord um „nur“ 36 Millionen Grad.

Adelmar Fabian

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