Юный техник 1994-12, страница 17

нулись по шкале температур вниз и ныне достигли отметки в 700 нано-кельвинов. То есть речь идет уже о миллиардных долях градуса. Первыми до этого «мини-пика» добрались ученые Национального института стандартов США в Вашингтоне.

На этом пороге, как выяснилось, с веществом могут происходить новые, еще более удивительные превращения. Отдельные атомы способны слипаться, образуя некие суператомы, причем такие большие, что их можно увидеть даже невооруженным глазом! Их назвали конденсатом Бозе — Эйнштейна. Шатьендранат Бозе — талантливый индийский физик, создатель квантовой статистики. На основании его и собственных вычислений Альберт Эйнштейн предсказал существование таких сверхатомов при сверхнизких температурах. Однако долгое время никому не удавалось экспериментально приблизиться к порогу, за которым возможно такое явление.

С превеликим трудом, используя хитроумную термоизоляцию, интенсивное охлаждение, ученым удается приблизиться к порогу в 700 нано-кельвинов. Но этого мало для получения конденсата Бозе — Эйнштейна. Нужно создать соответствующее давление. А его повышение ведет к нагреванию газа...

И все-таки ученые не отступают. Они придумали лазерное торможение — так называется способ отбора у вещества последних крох тепла.

Образец окружается как бы лазерным «забором» — излучением определенной длины волны. И тогда каждый атом в своих тепловых колебаниях начинает напоминать сорванца, во что бы то ни стало стремящегося пролезть через узкую щель в заборе. И если ему это удается, то ценой немалых усилий — приходится попыхтеть и кое-что из одежды оставить... Это «раздевание» означает выделение энергии, которая тут же отбирается охладителем, а сам экспериментальный образец «замерзает» все сильнее.

...Итак, достигнут определенный порог на пути к абсолютному нулю. Однако оправданы ли усилия, стоит

ли овчинка выделки? Такой вопрос и был задан сотрудником Института стандартов на пресс-конференции, посвященной их открытию. И выяснилось, что все достигнутое — лишь побочные продукты их деятельности. Ученые занимались прежде всего усо-вершенствованием сверхточных атомных часов. Несколько лет назад они создали НИСТ-7 — атомный хронометр, дающий сбой на 1 секунду в миллион лет. Однако сегодня и такая точность уже недостаточна. Например, требования спутниковой навигации, баллистические расчеты при посылке межпланетных зондов к окраинам Солнечной системы, сверхбыстрые плазменные процессы, протекающие в термоядерных токамаках, нуждаются в еще более точном контроле времени. Вот ученые и занимаются модификацией атомного хронометра.

В качестве маятника в таких часах используются тепловые колебания атомов в кристаллической решетке. В атомах цезия, к примеру, отдельные электроны перескакивают с одной энергетической орбиты на другую, излучая лишние кванты энергии. Промежутки времени между такими «перескоками» и берутся за основу отсчета. Но если они чересчур коротки из-за чрезмерной энергии атомов, засечь моменты «перескока» трудно, часы «пойдут» с погрешностью. Вот и приходится атомы охлаждать, укрощать их прыть. Так ученые и добрались до отметки 700 нанометров.

Это, в свою очередь, привело к экспериментальному подтверждению ранее известного лишь теоретически феномена. Ну а для чего он может пригодиться на практике, пока никто толком не знает. Хотя есть идеи... Лет десять назад атомы-гиганты обнаружили в глубинах Вселенной. И кто знает, быть может, лабораторные повторения процессов, происходящих в космосе, натолкнут ученых на новое открытие в нашем сложном и интересном мире.

С. НИКОЛАЕВ, научный обозреватель «Ю Т» Рисунки А. НАЗАРЕНКО

15