Zero absolutuaren azpitik

Fisikaren ustezko muga gaindiezin bat gainditu dute Municheko Unibertsitateko fisikari batzuek: zero absolutua baino tenperatura baxuago batera hoztu dute potasio-atomoz osatutako gas bat. Lortu duten tenperatura adierazteko, kelvin negatiboak erabiltzen dituzte. Adituak ez daude ados berez muga gainditu duten edo tenperaturaren definizioarekin jokatu duten, baina ez dago zalantzarik Municheko taldeak sortu duenak ate berriak irekiko dituela ikerketan.

Kelvin eskalan zenbaki negatiboetara iristea ezinezkoa zen Lord Kelvinek XIX. mendean ikertu zuenaren arabera. Materia batek, hoztu ahala, gero eta energia gutxiago du, eta prozesu horretan energia zero izatera iritsiko da. Eta Lord Kelvin konturatu zen edozein materialekin probatuta ere tenperatura berean gertatzen dela hori, -273 °C-an. Lord Kelvinek zero absolutu deitu zion, eta esan zuen ezinezkoa dela tenperatura horretatik jaistea. Hala ere, geroago fisikariek aurkitu zuten zero absolutuan atomoen energia ez dela zero: mekanika kuantikoak azaldu zuen beti izango dutela bibrazio-energia txiki-txiki bat, hain zuzen, izan dezakeen energia-maila txikiena.

Lord Kelvinek, ordea, ez zituen atomoak banaka aztertzen, baizik eta gas deitzen dugun atomo- edo molekula-multzo erraldoia. Zero absolututik gertu, multzo horretako atomo gehienek bibrazio-energia minimoa izaten dute, baina gutxi batzuk daude energia-maila altuago batean. Hain zuzen ere, gas baten tenperatura neurtzea da atomo guztien bibrazio-egoeren batez bestekoa neurtzea. Azken batean, mundu makroskopikoaren —gasa— eta mundu nanoskopikoaren —molekulak— arteko erlazioa konplexua da, eta hori baliatu dute Municheko fisikariek muga gaindiezina gainditzeko.

Gasaren potasio-atomoak laser baten bitartez harrapatu dituzte sare batean, eta irauli egin dute atomoen energien banaketa; hau da, atomo gutxi batzuk utzi dituzte energia minimoarekin, eta gehienei energia pixka bat altuagoa eman diete. Modu horretan, tenperatura orokorraren neurketa aldatu egiten da, eta zenbaki negatiboetara joaten da. Gainera, egoera kuantiko berri bat sortu dute harrapatutako potasio-atomo horietan eta “tenperatura negatibo” horretan oso propietate fisiko ezohikoak eragin dituzte; grabitatearekiko alderantzizko portaera, adibidez. Ikertzaileek diote unibertsoko materia ilunaren antzeko ezaugarriak ere ikusi dituztela atomoetan.

Azken batean, bi ondorio-mota atera daitezke emaitzetatik. Batetik, tenperatura balio negatiboa izatea trikimailu kuantikoen ondorio bat besterik ez dela, eta ez benetan zero absolutuaren muga beherantz gainditu dutela. Oraindik ere, Lord Kelvinen ideia zuzena da. Bestetik, esperimentuak materiaren egoera berri bat sortu duela, edo sortzeko bidea ekartzen duela behintzat, eta potasio-atomoen gasak esploratzeko moduko propietate berritzaileak ditu.