Nejstudenější místo v celém vesmíru nám létá nad hlavou! Stvořil ho člověk

Hodnota absolutní nuly

Experiment, který právě probíhá na mezinárodní vesmírné stanici (ISS), dosáhl mimořádného úspěchu: vytvořil zcela extrémní teplotu, která je jen minimálně vzdálená od absolutní nuly.

Experiment nazvaný Cold Atom Laboratory (CAL) tímto vytvořil vůbec nejnižší teplotu ve známém vesmíru. Cílem tohoto výjimečného pokusu je vytvořit úplně jiný stav hmoty, než známe a než si vůbec dokážeme představit. Jde o takzvané páté skupenství hmoty, které se zcela liší od tekutiny, plynů, plazmy a pevného skupenství. Fyzici mu říkají Boseho-Einsteinův kondenzát – tento pokus je vůbec prvním, kterému se ho podařilo vytvořit na oběžné dráze.

Boseho-Einsteinův kondenzát je látka tvořená bosony, která může vznikat jen při teplotě, která se co nejvíc blíží absolutní nule (tedy 273,15 stupňů pod nulou). V této podobě už je kvantový efekt pozorovatelný i makroskopicky – to znamená, že se v takové hmotě projevují kvantové efekty, které se normálně vidí jen ve zcela miniaturních rozměrech. Atomy se totiž přestávají chovat jako částice, ale jednají jako vlna a přestávají být od sebe rozlišitelné. Existenci takové látky předvídal už geniální Einstein, právě proto nese látka i jeho jméno.

Podstata vesmíru

Studovat toto skupenství je ta nejhlubší úroveň vědy, dostáváme se tak k samotné prapodstatě toho, co tvoří vesmír – a také se tím blížíme k téměř božským schopnostem, jimiž bychom jednou mohli měnit vše, co známe. Pokud by se lidstvu podařilo ovládnout dokonale tento obor, daly by se vyrábět hmoty s nepředstavitelnými vlastnostmi a kvalitami. „Mít takový experiment na kosmické stanici je splněný sen,“ komentoval výsledky fyzik Robert Thompson z Kalifornské univerzity, který pracuje pro NASA. „Byla to dlouhá a těžká cesta, ale jednoznačně to za to stálo – je toho tolik, co s tímto zařízením můžeme udělat!“ dodal.

Vědcům se v zařízení CAL podařilo dosáhnout teploty 100 nanokelvinů, což je mnohem méně, než teplota těch nejchladnějších míst ve vesmíru – ta mají 3 Kelviny (270,15 stupňů Celsia). Zatím to ale není tolik, kolik se podařilo dosáhnout ve specializovaných laboratořích na Zemi – nicméně vědci právě k tomuto cíli směřují. Laboratoř v kosmu má ale zase jiné výhody: kvůli nepřítomnosti gravitace a dalších faktorů vyrobená exotická hmota vydrží vědcům ke studiu mnohem déle než na Zemi. Zatímco na „matičce“ Boseho-Einsteinův kondenzát zmizí už během zlomku sekundy, v kosmu může existovat 5–10 sekund a navíc je možné tento experiment opakovat klidně i šest hodin v kuse.

Zima jako ve Finsku

Poprvé se na Zemi povedlo takovou teplotu vytvořit roku 2000 na slavném institutu MIT v Cambridge. Tamní tým za to tehdy dostal o rok později Nobelovu cenu za fyziku – právě jim se totiž povedlo jako prvním vytvořit výše popsaný Boseho-Einsteinův kondenzát.

Ještě o něco chladnější teplotu se podařilo vytvořit ve Finsku, ale tam vědci ochladili jen část atomu rhodia, takže velká část vědecké komunity tento rekord neuznává.

Text: MK