Bilim insanları, ilk defa mutlak sıcaklığın altında bir atomik gaz yarattılar. Teknikleri ise, negatif-Kelvin malzemeleri (akıl almaz derecede soğuk malzemeler) ile yeni kuantum cihazlarının yapımında işe yarayacak. Hatta bir kozmolojik gizemi bile çözebilir.
Lord Kelvin'in, 1800'lerin ortalarında tanımladığı mutlak sıcaklık ölçeğine göre, hiçbir şey ''mutlak sıfır'' noktasından daha soğuk olamaz. Fizikçiler, daha sonra bir gazın mutlak sıcaklığının, onun partiküllerinin ortalama enerjisi ile ilişkili olduğunu fark ettiler. Mutlak sıfır, parçacıkların hiç enerjiye sahip olmadığı duruma karşılık gelmektedir.
Ancak 1950'lerde fizikçiler, daha ilginç sistemler üzerinde çalışırken, bunun her zaman doğru olmadığını anladılar. Normalde, bir sistemdeki birçok parçacık ortalama enerjiye ya da ortalama enerjiye yakın olan enerjilere sahiptir. Çok azı da yüksek enerjilerde bulunur.
Almanya'daki Ludwig Maximilian Üniversitesi'nden fizikçi, Ulrich Schneider ve çalışma arkadaşları, potasyum atomlarından oluşan bir ultra-soğuk kuantum gazıyla, mutlak sıfır sıcaklığının altına inmeyi başardı. Parçacıklar, lazerler ve manyetik alanlarla kontrol altına alınabiliyorlar. Bilim insanları, lazerler ve manyetik alanlar kullanarak, bir kafes düzeni oluşturdular ve tek tek atomları, bu kafes düzenine hapsettiler. Pozitif sıcaklıklarda, atomlar kararlı hale gelebilmek için birbirlerini iterler. Ekip daha sonra, atomların birbirlerini itmek yerine çekeceği manyetik alanları ayarladı. Schneider, daha sonrası için şu ifadeleri kullandı: ''Bu, atomların tepkiden önce aniden en kararlı, yani en düşük enerjili durumlarından en yüksek enerjili durumlarına kaydırdı. Bu, bir vadi boyunca yürürken, birden kendinizi dağın tepesinde bulmanız gibi bir şey.''
Pozitif sıcaklıklarda, bu tip ani değişimler kararsız olabilir ve atomlar içe çökebilirler. Ancak ekip, atomları geçerli konumlarında tutabilmek için, lazer alanında yakaladı ve tuttu. Araştırmalar sonucunda, gazın, mutlak sıfırın üzerinden, mutlak sıfırın altına, 1 Kelvinin milyarda biri kadar bir sıcaklıkla indiği görüldü.
Almanya'daki Cologne (Köln) Üniversitesi'nden teorik fizikçi, Achim Rosch, böyle sistemlerin çok garip davrandığını belirtti. Örneğin Rosch ve çalışma arkadaşları, bu gibi atom bulutlarının, normal yerçekimi ile aşağı doğru (Dünya merkezine doğru) çekileceğini öngörürken, bulutun bir parçası mutlak sıcaklığın altındaysa, bazı atomların yerçekimine meydan okuyarak, yukarı doğru hareket edebildiğini keşfettiler.
Negatif mutlak sıcaklığın bir diğer özelliği ise kütleçekimine karşı evreni genişleten, gizemli karanlık enerjinin davranışlarını belirleyebileceği. Schneider, atomlardaki bu davranış farklılığının, karanlık enerji gibi bir kozmolojik olguyu çözebileceğini ve kozmologların, konuyla daha yakından ilgilenmesi gerektiğini belirtti.
Kaynak:Nature
