آهنربای کوانتومی میلیاردها بار سردتر از فضای بین ستاره ای است

آهنرباهای معمولی بسته به اینکه الکترون‌های درون آهنربا در حالت اسپین کوانتومی “بالا” یا “پایین” باشند، اجسام مغناطیسی را دفع یا جذب می‌کنند، این ویژگی شبیه به این است که بگوییم اگر ذرات آهنرباهای میله‌ای ریز باشند، قطب شمال و جنوب آن‌ها کجا خواهد بود. با این حال، این تنها خاصیتی نیست که می توان از آن برای ساخت آهنربا استفاده کرد.

از اتم های ایتربیوم برای ساخت آهنربای بسیار سرد استفاده شد

اتم های چیده شده در ردیف ها و صفحات به حدود 1.2 نانوکلوین رسیدند که بیش از 2 میلیارد بار سردتر از فضای بین ستاره ای است. برای اتم ها در آرایش های سه بعدی، وضعیت به قدری پیچیده است که محققان هنوز در حال کشف بهترین راه برای اندازه گیری دما هستند.

ویکتور گوری در دانشگاه کلرادو، بولدر می‌گوید این آزمایش به اندازه‌ای خنک بود که اتم‌ها شروع به «توجه کردن» به حالت‌های رنگ کوانتومی همسایگان خود کنند، ویژگی‌ای که بر نحوه تعامل آنها در هنگام گرما تأثیر نمی‌گذارد. او می گوید از آنجایی که محاسبات بسیار دشوار است، آزمایش های مشابه آینده ممکن است تنها راه برای مطالعه این آهنرباهای کوانتومی باشد.

فیزیکدانان مدت‌هاست به چگونگی برهمکنش اتم‌ها در آهن‌رباهای عجیب و غریب مانند این علاقه‌مند بوده‌اند، زیرا آنها گمان می‌کنند که برهم‌کنش‌های مشابهی در ابررساناهای با دمای بالا رخ می‌دهد – موادی که الکتریسیته را به خوبی هدایت می‌کنند. با درک بهتر آنچه در جریان است، آنها می توانند ابررساناهای بهتری بسازند.

محققان اتم ها را در خلاء در یک جعبه شیشه ای و فلزی کوچک محبوس کردند و سپس از پرتوهای لیزر برای خنک کردن آنها استفاده کردند. رانش پرتو لیزر باعث شد پرانرژی ترین اتم ها انرژی آزاد کنند که دمای کلی را کاهش می دهد، مانند دمیدن در یک فنجان چای.

توسط Karmela Padavic-Callaghan

کادن هازارد در دانشگاه رایس در تگزاس و همکارانش از اتم های ایتربیوم برای ساختن آهنربایی بر اساس خاصیت اسپین مانند استفاده کردند که دارای شش گزینه است که هر کدام با یک رنگ برچسب گذاری شده است.