「絶対零度」は実現可能か? 宇宙で最も冷たいものを作る方法
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絶対零度とは、全ての運動が止まることですが、不確定性原理による零点振動があるため、原理的に達することはできません。また、冷却課程としても、熱力学第三法則により有限回の操作では到達できないので、無限の時間がかかります。
冒頭、「宇宙の中で一番冷たい場所」が二つ出てきてややこしい。「人間によるものを除いて」が前者ですね。
>その温度は「10億分の1ケルビン」、つまり「ナノケルビン」です。
とありますが、これは文中にもあるように「ボーズアインシュタイン凝縮(BEC)」という現象を実現するために達成された1995年の280 nK(ナノケルビン)という温度を指していると思われますが、それ以前の1993年の時点で、既にそのおよそ1000分の1にあたる280 pK(ピコケルビン=1兆分の1ケルビン)が達成されています。
さらに、1999年には、フィンランドのアールト大学のチームが、ロジウム原子核の冷却実験で100 pKを達成しており、おそらくこれが現時点の宇宙で最も冷たかった場所であると思われます。これは記事にあるレーザー冷却法(ドップラーとかシーシュポスとか)とは別の断熱消磁冷却法で達成されているようです。
https://ltl.tkk.fi/wiki/LTL/World_record_in_low_temperatures
一方、昨年5月に打ち上げられISS(国際宇宙ステーション)に設置されたNASAのCAL(Cold Atom Laboratory)という装置は、1 pKの達成を目指すとしています。
https://coldatomlab.jpl.nasa.gov/
地上では重力の影響があるため、極低温の維持は非常に困難ですが、重力の影響を軽微にできるISSであれば、より低温を長時間維持することが期待できます。
まだ、確たる報告は出ていないようですが、結果が楽しみですね。
因みに、文中に登場するチュー氏は、オバマ政権時の米エネルギー省長官ですね。
レーザー冷却は簡単に言えば、物質の中で速く飛び回ってる原子(温度が高い)だけを選択的に「吹き飛ばす」ことで、系の平均温度を下げるようなイメージです。
そういえば、聖闘士星矢に出てくる冥闘士(スペクター)の1人、タナトスを倒すには、絶対零度の数百倍の冷気が必要とのことで、人類が彼を倒すのはまだ難しそうです。ボーズ・アインシュタイン縮退は何度も聞いたことがありますが、BOSE氏の御尊顔を拝見したのは初めてでした。温度は上限はないのに、下限はあるということにこの世界の不思議を感じます。