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6517 story

世界でもっともクールな温度 90

ストーリー by Oliver
原子もコタツが欲しくなる  部門より

oddmake 曰く、 "厳しい残暑をいかがお過ごしでしょうか。New Scientistからとてもクールなニュースが飛び込んできました。 米マサチューセッツのCenter for UltraCold Atomsの研究者たちが、絶対温度で約20億分の1度 (450ピコケルビン)という温度にまでナトリウム原子の集団を冷却することに成功したそうです。このような極低温状態では原子の量子状態が揃うため、さまざまな量子論的実験に活用できるのではないかと期待が持たれております。とりあえず、今の研究者の関心事は、原子が壁にあたっときに跳ね返るのか、くっつくのかということだそうです。"

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • by R140 (6419) on 2003年09月14日 4時00分 (#397011)
    う~ん、タイムリー。(^_^;
    つい先日見ました。
    サイエンスチャンネルから 原子の波が見えてきた ~ボース・アインシュタイン凝縮の世界~ [jst.go.jp]
  • とりあえず (スコア:1, 参考になる)

    by Anonymous Coward on 2003年09月14日 1時46分 (#396978)
    ×このような極低温状態 ○このような超低温状態
  • ナトリウム原子の移動速度も毎分数cmだそうですね。
    どんな世界なのか想像も付きません。
    ドラえもんの原子おはじきが出来たりするのでしょうか?(^^;
    --
    And now for something completely different...
  • びっくり (スコア:1, 興味深い)

    by Anonymous Coward on 2003年09月14日 2時05分 (#396986)
    20億分の1Kを測れる温度計があることも驚きだ。
    • Re:びっくり (スコア:5, 参考になる)

      by geitsu (12850) on 2003年09月14日 2時38分 (#396995)
      もちろん普通の水銀温度計では測定出来ないので磁化率や熱ノイズを
      測定することによって温度を決める温度計を使っているんだと思います。
      親コメント
  • by suntear (11933) on 2003年09月14日 9時16分 (#397058) ホームページ 日記
    常温に保たれた壁に衝突した場合云々とありますが、この壁というのは何のことでしょうか。
    The team's next set of experiments, however, will look at what happens when the ultra-cold atoms crash into a wall kept a room temperature. Will they stick, or bounce?
    • Re:壁 ? (スコア:3, 参考になる)

      by marupeke (6599) on 2003年09月14日 19時27分 (#397231) 日記

      今回のような手法をレーザークーリングといいますが、具体的には気体の中にレーザーをいれて共鳴的に原子の運動エネルギーを奪うということをします。つまり冷たいスポットが気体の中に浮いているような状態を想像してもらうといいです。

      で、原子から奪う運動量をわずかにずらしてやると、ゆっくりと一方向に運動する冷たい気体の集団が作れます。そうしてやって壁(というかバルクな何か)にぶつかったらどーなっちゃうんだろーということをやりたいんだと思います。

      ただ、なぜに室温?と私も思います。近付く前に輻射であっというまに原子集団の温度は上がってしまうでしょうね。

      親コメント
      • by suntear (11933) on 2003年09月15日 10時07分 (#397480) ホームページ 日記
        元記事は巨視的な表現で書かれているので良く分からないのですが、原子レベル大きさの世界で壁もなにもあったものではないと思います。

        例えば金属の板などであれば、周期的にポテンシャルがあらわれる障壁のことなのかなとも思いますが、突き刺さる (stick)、跳ね返る (bounce) といった表現が意味が分かりません。

        凝縮した原子の集団を壁に衝突させるという話なのでしょうか。
        親コメント
        • by marupeke (6599) on 2003年09月15日 19時07分 (#397664) 日記
          凝縮した原子の集団を壁に衝突させるという話なのでしょうか。

          ということだと思います。ボーズアインシュタイン凝縮した原子集団は全体である量子状態といえるので、そのような量子状態の「塊」がポテンシャル界面でどういう運動をするか、ということを調べたいんだと思います。

          それと、原子レベルの大きさでもやはり「壁」は存在していると思います。「表面」という研究分野がありますが、それはまさに原子レベルでの「壁」の「表面」を研究しているわけです。

          親コメント
  • by Anonymous Coward on 2003年09月14日 13時39分 (#397126)
    絶対温度の定義に致命的なミスがあったとしたら、
    -xKを達成シマシタ
    とか言われる時代が来るのだろうか?

    で、プログラマーが「符号なしで宣言してたのにー」とかグチをコボスと。
  • by halo (12510) on 2003年09月14日 16時50分 (#397185) 日記
    子供の頃読んだ「できるできないのひみつ」以来、絶対零度への挑戦といえば、ヘリウムという固定観念ができていたのですが、今回のはナトリウムなんですね。

    ナトリウムの方が有利という理由が何かあるのでしょうか?
    • Re:Na (スコア:3, 参考になる)

      by marupeke (6599) on 2003年09月14日 19時09分 (#397227) 日記

      レーザークーリングはガスを使います。固体じゃないです。

      で、なんでルビジウムだとかナトリウムだとかいったアルカリ金属元素を使うかっていうと……たしかトラップに使う磁場だったか電場だったかと凝縮させるポテンシャルの符号がグッドな方でとか何とか……遠い昔に聞いた記憶(笑)。

      親コメント
      • Re:Na (スコア:3, 参考になる)

        by WindVoice (14680) on 2003年09月14日 23時56分 (#397347) 日記
        #397011 [srad.jp]にあるリンク先の番組を見ていたところでは、ルビジウムを冷やすために使用するレーザーが安価に手に入った(CDプレイヤーに使用されているため)ことが大きかったようなことを説明していましたよ。

        ルビジウムが吸収する波長とわずかに違う(長い?)波長をレーザーで作って照射すると減速させる(温度を下げる)ことが出来るとか。

        ドップラー効果がどうのと説明されていましたが、物理屋さんではないので話が半分しかわかっていません。間違ってたら指摘してください。
        --
        人生は七転び八起き、一日は早寝早起き
        親コメント
        • Re:Na (スコア:3, 参考になる)

          by marupeke (6599) on 2003年09月15日 20時21分 (#397692) 日記

          すみません、私も専門外ですから詳しいとこまでは分かりませんが。レーザークーリング自体は原理的には光子をやりとりさえできればどんな原子でも冷却できます。問題は、その次のステップで、冷たくなった原子を貯める「容器」が必要となります。容器がないと、減速したのと同じことで、次の瞬間には光子を放出(または吸収)してその場からいなくなってしまいますよね。この容器をトラップといって、磁場とかを使うのです。

          で、アルカリ金属だとこのトラップを作るのに都合が良かった、とかいう話だったと記憶しています。

          私の知ってる範囲でレーザークーリングによる気体原子の冷却はH, Li, Na, Sr, Rb, Csで報告されていたと思います。 多分、研究の最先端ではもっと増えてると思いますけど。 最初に報告されたのはRbで、これはリンク先で指定されてたようにレーザーが手にいれやすかったからなんでしょうね。

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    • by take0m (4948) on 2003年09月14日 17時20分 (#397194) 日記
      固体だから取り扱いやすい
      親コメント
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ハッカーとクラッカーの違い。大してないと思います -- あるアレゲ

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