元スレ【物理】「絶対零度以下の物質」作成に成功

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1 = :

ミュンヘン大学（LMU）の研究者らが、絶対零度より低温の量子気体をつくり出すことに成功した。

この超低温の物質は、レーザーと磁場を使ってカリウム原子を格子状に配列したものだ。
論文は1月3日付けで『Science』誌に掲載された。

『Nature』誌の記事によると、研究チームは磁場を操作することで、カリウム原子を互いに
反発しあうのではなく互いに引きつけあわせ、絶対零度以下における気体の特性を
明らかにすることに成功したという。

「原子は、その最も安定した最も低エネルギーな状態から、可能な限り最も高エネルギーな状態へと
瞬時に転換される」と、ミュンヘン大学の物理学者、ウルリッヒ・シュナイダーは『Nature』誌の取材に
対して述べている。「谷間を歩いていたら、突然山頂に立っていることに気がついたような感じだ」

絶対零度は従来、温度の理論上の下限と考えられていた。
温度は物質粒子の平均エネルギー量と相関しているため、絶対零度においては
粒子のエネルギーもゼロだと考えられていた。

絶対零度を下回ると、物質はさまざまな奇妙な特性を示し始める。絶対零度を
10億分の数ケルビン下回る温度で比較的安定した物質を生成できれば、
この奇妙な状態の研究と解明が進み、うまくいけばほかの革新にもつながる可能性がある。

マサチューセッツ工科大学（MIT）の物理学者で、（極低温におけるボース＝アインシュタイン凝縮研究
によって）ノーベル賞を受賞したヴォルフガング・ケターレは、今回の研究成果について『Nature』誌の
取材に次のように述べている。「これを利用すれば、物質の新たな状態を実験室でつくり出すことができるかもしれない」。

（ニュースソース）WIRED

2 = :

何言ってるのかわからないという方もいると思うので、
別サイトからも拾ってみました。

http://blog.livedoor.jp/xcrex/archives/65727334.html

背景：
気体の絶対温度はその分子の持つ運動エネルギーによって定義される。
そのため早く動いている物質ほど絶対温度は高く、遅く動いている物質ほど
低い絶対温度を持つ。そのため全く動いていない物質の絶対温度は
0ケルビン（ケルビンは単位）となり、その温度は絶対零度として摂氏－273.15度と等しい。

3 :

ちょっと何言ってるかわからない

4 :

ももクロＺに例えて説明して。

5 = :

要約：
それはあり得ないことのように感じるかもしれないが、史上初めて絶対零度以下の
単原子ガスが造られた。この技術によって、マイナスの絶対温度を持つ物質や
新たな量子的な機構の作成への道が開け、また宇宙のなぞを解き明かす鍵となる可能性がある。

1800年代半ば、ケルビン卿によって0以下の存在しない絶対温度が定義された。
その後物理学者によって、気体の絶対温度はその分子の持つ平均エネルギーと
関係があることが判明し、絶対零度とは分子が全くエネルギーを持っていない
理論上の状態と一致することが分かった。

しかし1950年代になって、それらは常に正しいとは限らないことが分かってきた。
ある系の絶対温度は、分子の持つエネルギーの確率を区分したグラフから
平均値が読み取られる。そのため通常は、実際の分子のほとんどは平均値か
程近いエネルギーを持つが、ほんの少しではあるがより高いエネルギーを持つ分子も
同時に存在する。

ドイツはルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘンのUlrich Schneider博士によると、
理論的には、その状態が反転されると、より多くの分子が高いエネルギーを持ち、
少ない分子が低いエネルギーを持つようになるという。するとグラフの形も上下に
反転され、絶対温度の正負も同時に逆転する。

6 :

教科書とセイント聖矢の書き替えが必要だな

7 = :

Schneider博士らは、カリウム原子によって作られた超低温の量子ガスを利用することで、
絶対零度以下を造りだした。カリウム原子はレーザーと磁界を利用することで、
プラスの絶対温度ではお互いの原子が反発しあうために安定となる、格子状に並べられた。
その後原子同士がお互いに引き付けられるように、素早く磁界を変化させた。

Schneider博士によると、このことで、カリウム原子は最も安定な低エネルギー状態から、
反応を待つことなく高エネルギー状態へと変換される。これは例えるならば、
ある人が谷底を歩いていたら、いつの間にか山の頂上を歩いていることに気がつくようなものであるいう。

プラスの絶対温度内では、このような反転は不安定であり原子同士は内側へと崩壊してしまう。
しかし彼らは、同時にレーザーを使いカリウム原子をエネルギー的に都合のよい場所へと固定することで、
崩壊を防ぐことができた。この結果、カリウム原子ガスはとても小さなプラスの絶対温度から、
10億分の数度ほどマイナスの絶対温度を造りだすことに成功した。

8 :

オーロラエクスキューション！

9 :

.
　量子論的には、全部の粒子の運動を止めることはできないからね。

10 = :

以前に磁気系内でのマイナス絶対温度を論証した、ノーベル賞学者でもある
マサチューセッツ工科大学のWolfgang Ketterle博士によると、この研究は
プラスの絶対温度をもつ通常の実験室ではとても成し得ないような高エネルギー状態を、
マイナスの絶対温度にすることで安定させてしまったということから、実験的な力技であるという。
これはピラミッドの頂上で逆立ちしながらも転げ落ちることを心配しないでよいような状態であり、
実験室内での新たな形態の物質の作成へと繋がることだろうという。

ドイツにあるケルン大学のAchim Rosch博士によると、もしこのような系が作成されたとしたら、
それはとても奇妙な挙動をみせることになるだろうという。例えば彼らの計算によると、
通常状態での原子の集合は重力に引かれて落ちていくが、絶対零度以下の物質は
重力に逆らって上昇していくものと考えられる。

また絶対零度以下のガスは、重力に逆らって加速している宇宙の膨張をつかさどると
考えられている、暗黒エネルギーと同様の挙動をみせると考えられる。この研究でも、
プラスの絶対温度では内側へと崩壊してしまう物質が、マイナスの絶対温度によって
それが止められていた。これは宇宙で起こっている現象と同様の特徴を持つため、
天文学者にとっても注目に値する研究であるだろう。

12 :

スゴイコトですよネ！m

13 = :

以上です。

要するにあれですかね、絶対零度とされる摂氏－273.15度が間違いだったと

14 :

絶対零度以下になると反重力になるんだね

15 :

なんかよくわかんないけどすごいよなー

16 :

マイナスのエネルギーなら
いつも俺の部屋に充満している

20 :

ええっ？全く動いていない物より運動エネルギーが低い状態って有り得るの？

24 :

>>20
温度とは原子単位の運動エネルギーであってそれ以下の粒子のエネルギー量は
また別じゃないのか？

プランク時間より細かいものがないと信じてしまった学生の思考停止と似ている。

25 :

>>18
絶対零度は音速みたいな定義だと思え

26 :

>>11
粒子の運動エネルギーが０＝絶対零度という理解は古典的

27 :

＞10億分の数ケルビン下回る温度で

け…けるびん

28 :

氷河「ｾﾌﾞﾝｾﾝｼｽﾞに目覚めれば可能」

30 :

ウルリッヒ・シュナウス聞きたくなった

31 :

>>11
温度ってのは系の平均値だから、それよりも上と
それよりも下を作り出したってことらしい。

なんかマクスウェルの悪魔みたいな。

32 = 20 :

これさえあれば、いつでもすぐバナナで釘が打てるんだな？

33 :

絶対零度は理論上の話だからなぁ
それを下回る温度で物質があっても理論上は不思議ではない

34 :

＞ウルリッヒ・シュナイダー
かっこええ名前やな

35 = 31 :

>>27
重太さん乙

36 :

ずぇったい零度！！！

37 = 26 :

>>31
それでは説明できてないぞ

38 :

何気に皆普段口にしてるだろ

物事に絶対なんて無いんだよ

39 :

>>32
高エネルギー状態になるようだから、逆にバナナが爆発するんじゃね？

40 :

＞ある系の絶対温度は、分子の持つエネルギーの確率を区分したグラフから
＞平均値が読み取られる。そのため通常は、実際の分子のほとんどは平均値か
＞程近いエネルギーを持つが、ほんの少しではあるがより高いエネルギーを持つ分子も
＞同時に存在する。

単に誤ったエネルギー値を基準に物質の温度を計算したら絶対零度以下の値になっただけじゃないの？

41 :

悪魔の証明？

42 :

こないだ見たアステカイザーでも-700度作り出してた。
原理の説明は無かった・・・

44 :

氷河を超えるセイントが現れるとは・・・

45 :

ダークエナジー？？？

47 :

これは簡単な話だよな。いままでマイナス２７３度以下では原子の活動がストップするって言ってたのが、
実は動きますよって言ってるだけだよな。俺にもわかる話だぜ。

48 :

これでUFOが作れるな、最高だぜ