Der er grænser for, hvor koldt noget kan være. Det absolutte nulpunkt befinder sig ved -273,15 grader celsius, lig med 0 Kelvin. Her vil atomerne have den lavest mulige energi.
Det kan ikke lade sig gøre at køle atomer helt ned til det absolutte nulpunkt, men man kan komme ganske tæt på. Og der sker forunderlige ting, når atomer bliver så kolde.
For eksempel kan materialer pludselig blive superledende, så de ikke har nogen elektrisk modstand, og visse væsker bliver superflydende og mister den indre friktion, så de kan flyde helt uden modstand.
En flok superkolde atomer kan også 'smelte sammen' og blive til en bølge - en tilstandsform, der kaldes et Bose-Einstein-kondensat.
Der er brug for et termometer
Studiet af atomer med en temperatur på mindre end en milliardtedel grad over det absolutte nulpunkt kan give os ny viden om, hvordan universet hænger sammen på det mest fundamentale niveau. Vi kan nemlig få et indblik i kvante-verdenen, hvor stof opfører sig anderledes, end vi er vant til.
Forskerne bliver stadig bedre til at køle atomer ned, men de har selvfølgelig brug for at vide, hvor tæt på det absolutte nulpunkt, de er nået. De har altså brug for et termometer, der fungerer ved de uhyre lave temperaturer.
Sådan et termometer har fysikere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA nu udviklet. Det kan afsløre temperaturen af ultrakolde atomer ved hjælp af magnetisme.
Testet ned til 0,000000001 grad
Der er nemlig en sammenhæng mellem temperaturen og hvor meget, de kolde atomer lader sig magnetisere. Fysikerne fra MIT placerede atomerne i et magnetfelt og målte, hvordan de reagerede, og herudfra kunne de udlede temperaturen.
Forskerne har testet termometeret ved at måle på rubidium-atomer nedkølet til en nanokelvin, altså en milliardtedel af en grad over det absolutte nulpunkt, men termometeret burde også fungere ved endnu lavere temperaturer - ned til mindre end 100 pikokelvin, billiontedele grader.
Resultatet er publiceret i det nyeste nummer af tidsskriftet Physical Review Letters. Og her kan man se, hvordan superflydende helium opfører sig:
