با شروع فصل سرد، بسیاری از مردم ممکن است تعجب کنند که دما چقدر می تواند سرد شود و حتی ممکن است تعجب کنند که سردترین مکان روی زمین کجاست؟ شاید بتوانید به طور ضمنی حدس بزنید، اما اگر قصد دارید پاسخ دقیق سوال خود را دریافت کنید، این مقاله برای شما مناسب است.
در 23 ژوئن 1983، در فصل تابستان، دمای هوا در ایستگاه وستوک روسیه، که یک بیابان یخی متروک است، به حدود 89.2- درجه سانتیگراد رسید که بسیار کمتر از میانگین دما در همان منطقه بود. اما بعداً مشخص شد که حتی مکانهای سردتری در بخشهای دورافتاده فلات قطب جنوب شرقی وجود دارد.
محققان مرکز ملی داده های برف و یخ در دانشگاه کلرادو بولدر، با بررسی داده های ماهواره ای بین سال های 2004 تا 2016، به این نتیجه رسیدند که بخش هایی از قطب جنوب شرقی، در مکان هایی بالاتر از وستوک، دمایی در حدود -98 درجه سانتی گراد در طول شب قطبی (در زمستان که ماه ها خورشید طلوع نمی کند) ثبت کرده اند.
این دماهای غیرقابل تصور در مرتفع ترین قسمت های صفحه یخی در ارتفاع 3800 تا 4050 متری از سطح دریا اندازه گیری شده است. در عین حال، محققان خاطرنشان کردند که این شرایط بسیار سرد بیشتر زمانی اتفاق میافتد که گرداب قطب جنوب، تودهای دوار از بادهای قدرتمند که در اطراف قاره میچرخد و هوای سرد را در داخل آن مانند دیواری نامرئی به دام میاندازد، قویتر است.
ثبت دماهای پایین تر به روش آزمایشگاهی
البته این شرایط به طور طبیعی رخ می دهد و این کمترین دمای ثبت شده در طبیعت است. اما دانشمندان در آزمایشگاه توانسته اند به طور مصنوعی دمای بسیار پایین تر از این را ایجاد کنند.
صفر مطلق (برابر 273.15- درجه سانتیگراد، 0 درجه کلوین یا -459.67 درجه فارنهایت) حد اساسی و نهایی کمترین دمای ممکن است. طبق قانون سوم ترمودینامیک، رسیدن به این نقطه غیرممکن است. اما دانشمندان همیشه در تلاش هستند تا به آن نزدیک شوند.
در سال 2021، گروهی از دانشمندان آلمانی رکورد سردترین دمای ثبت شده را شکستند و با رها کردن ماده کوانتومی در یک برج سقوط غولپیکر، یک گاز را تا 38 پیکوکلوین خنک کردند.
برای انجام این کار، حدود 100000 اتم روبیدیم را در یک تله مغناطیسی در بالای برج 110 متری قرار دادند. تله مانند یک عدسی موجی عمل کرد و اتم ها را چنان فشرده کرد که به یک میعان بوز-اینشتین (BEC) تبدیل شدند. حالتی عجیب که در آن هزاران اتم مانند یک موج-ذره رفتار می کنند.
پس از آن، اتم ها آزاد شدند. با خاموش شدن تله، میعانات منبسط شد و در سقوط آزاد سردتر و سردتر شد. محققان با استفاده از ابزار دقیق، این ابر کوانتومی فوق سرد را در سقوط دو ثانیه ای آن دنبال کردند و کوچکترین ارتعاشات آن را ثبت کردند.
البته این دماها برای انسان سرد به نظر نمی رسد. در عوض، در چند ده پیکوکلوین، اتم ها تقریباً هیچ حرکتی ندارند و قوانین معمول ماده جای خود را به دنیای شگفت انگیز فیزیک کوانتومی می دهد.
