1
00:00:06,716 --> 00:00:10,397
سردترین مواد زمین در قطب جنوب نیستند.

2
00:00:10,397 --> 00:00:12,521
در بالای قله اورست هم نیستند

3
00:00:12,521 --> 00:00:14,376
در یخچالهای طبیعی هم مدفون نشدهاند.

4
00:00:14,376 --> 00:00:16,107
آنها در آزمایشگاههای فیزیک هستند:

5
00:00:16,107 --> 00:00:20,382
ابرهایی از گاز که تنها کسری از درجه
بالاتر از صفر مطلق هستند.

6
00:00:20,382 --> 00:00:25,367
یعنی ۳۹۵ میلیون بار سردتر از یخچال شما،

7
00:00:25,367 --> 00:00:28,073
۱۰۰ میلیون بار سردتر از نیتروژن مایع،

8
00:00:28,073 --> 00:00:31,240
و ۴ میلیون بار سردتر از فضای بیرونی.

9
00:00:31,240 --> 00:00:35,901
دماهای چنین پایین برای دانشمندان پنجرهای 
به فعالیتهای درونی ماده باز میکند،

10
00:00:35,901 --> 00:00:39,437
و به مهندسان اجازه میدهد
ابزارهایی بسیار حساس بسازند

11
00:00:39,437 --> 00:00:41,562
که درباره همه چیز بیشتر به ما میگویند

12
00:00:41,562 --> 00:00:43,130
از جایگاه دقیق ما در سیاره

13
00:00:43,130 --> 00:00:46,135
تا اتفاقاتی که در 
دوردستهای جهان رخ میدهد.

14
00:00:46,135 --> 00:00:48,928
چطور چنین دماهای پایینی را ایجاد میکنیم؟

15
00:00:48,928 --> 00:00:51,989
به طور خلاصه، با کم کردن سرعت ذرات متحرک.

16
00:00:51,989 --> 00:00:55,951
وقتی از دما میگوییم در واقع
درباره حرکت حرف میزنیم.

17
00:00:55,951 --> 00:00:57,716
اتمهایی که جامد

18
00:00:57,716 --> 00:00:58,458
مایع،

19
00:00:58,458 --> 00:00:59,518
و گازها را میسازند

20
00:00:59,518 --> 00:01:00,869
همواره در حرکت هستند.

21
00:01:00,869 --> 00:01:05,616
وقتی اتمها تندتر حرکت کنند
ما ماده را داغ میپنداریم.

22
00:01:05,616 --> 00:01:09,147
وقتی آهستهتر حرکت کنند
میگوییم ماده سرد است.

23
00:01:09,147 --> 00:01:12,563
برای سرد کردن یک جسم
یا گاز داغ در زندگی روزمره،

24
00:01:12,563 --> 00:01:15,960
آن را در محیطی سردتر
مانند یخچال قرار میدهیم.

25
00:01:15,960 --> 00:01:20,498
بعضی از تحرکات اتمی در جسم داغ
به پیرامون منتقل میشود،

26
00:01:20,498 --> 00:01:22,251
و جسم خنک میشود.

27
00:01:22,251 --> 00:01:23,788
اما حدی برای آن هست:

28
00:01:23,788 --> 00:01:27,865
حتی فضای بیرونی هم گرمتر از آن است
که دماهای فراسرد را ایجاد کند.

29
00:01:27,865 --> 00:01:32,823
پس در عوض، دانشمندان راهی
برای کند کردن مستقیم اتمها پیدا کردند --

30
00:01:32,823 --> 00:01:34,204
با یک پرتو لیزر.

31
00:01:34,204 --> 00:01:35,751
در اکثر شرایط،

32
00:01:35,751 --> 00:01:38,464
انرژی یک پرتو لیزر چیزها را گرم میکند.

33
00:01:38,464 --> 00:01:40,533
اما با استفاده از آن به روشی خیلی دقیق،

34
00:01:40,533 --> 00:01:44,813
تکانه پرتو میتواند اتمهای متحرک را
از حرکت بازداشته، آنها را خنک کند.

35
00:01:44,813 --> 00:01:49,403
این اتفاقی است که در دستگاهی
به نام تله نوری مغناطیسی رخ میدهد.

36
00:01:49,403 --> 00:01:51,954
اتمها به محفظهای خلا تزریق میشوند،

37
00:01:51,954 --> 00:01:55,415
و یک میدان مغناطیسی
آنها را به مرکز میکشاند.

38
00:01:55,415 --> 00:01:58,090
یک پرتو لیزر به مرکز محفظه
هدف گرفته میشود

39
00:01:58,090 --> 00:02:00,623
که دقیقا روی فرکانس درست تنظیم شده است

40
00:02:00,623 --> 00:02:06,170
که اتمی که به سمتش میرود یک فوتون
از پرتو لیزر را جذب کرده و کند میشود.

41
00:02:06,170 --> 00:02:09,089
اثر آهسته شدن از انتقال تکانه

42
00:02:09,089 --> 00:02:11,108
بین اتم و فوتون نشات میگیرد.

43
00:02:11,108 --> 00:02:14,208
در مجموع شش پرتو، در چیدمانی عمودی،

44
00:02:14,208 --> 00:02:18,375
تضمین میکنند که اتمها در هر جهتی
که حرکت کنند متوقف خواهند شد.

45
00:02:18,375 --> 00:02:21,018
در مرکز، جایی که پرتوها
یکدیگر را قطع میکنند،

46
00:02:21,018 --> 00:02:24,840
اتمها چنان آهسته حرکت میکنند
که انگار در مایعی غلیظ گرفتار شدهاند --

47
00:02:24,840 --> 00:02:29,924
اثری که دانشمندانی که آن را
اختراع کردهاند «شیره نوری» مینامند.

48
00:02:29,924 --> 00:02:32,315
یک تله نوری مغناطیسی مثل این

49
00:02:32,315 --> 00:02:35,405
میتواند اتمها را
تا فقط چند میکروکلوین سرد کند --

50
00:02:35,405 --> 00:02:38,785
حدود ۲۷۳- درجه سلسیوس.

51
00:02:38,785 --> 00:02:41,609
این روش در دهه ۸۰ میلادی توسعه یافت،

52
00:02:41,609 --> 00:02:43,913
و دانشمندانی که در آن مشارکت داشتند

53
00:02:43,913 --> 00:02:47,931
جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۹۷ را
به خاطر کشفشان برنده شدند.

54
00:02:47,931 --> 00:02:52,751
از آن زمان، سرد کردن با لیزر پیشرفت کرده
تا دماهای حتی پایینتر را ممکن کند.

55
00:02:52,751 --> 00:02:55,990
اما چرا باید بخواهید
اتمها را تا این درجه سرد کنید؟

56
00:02:55,990 --> 00:02:59,786
اول از همه، اتمهای سرد
آشکارسازهای خیلی خوبی هستند.

57
00:02:59,786 --> 00:03:01,530
با انرژی بسیار کم،

58
00:03:01,530 --> 00:03:04,961
به طرز باور نکردنی
به نوسانات اطراف حساس هستند.

59
00:03:04,961 --> 00:03:09,742
پس از آنها در دستگاههایی که نفت زیرزمینی
و ذخایر معدنی را کشف میکنند استفاده میشود،

60
00:03:09,742 --> 00:03:12,203
آنها همچنین ساعتهای
اتمی بسیار دقیق میسازند،

61
00:03:12,203 --> 00:03:15,093
مثل آن که در ماهواره
موقعیتیاب جهانی استفاده شده است.

62
00:03:15,093 --> 00:03:18,152
دوم اینکه، اتمهای سرد پتانسیل خیلی زیادی

63
00:03:18,152 --> 00:03:20,243
در کاوش مرزهای فیزیک دارند.

64
00:03:20,243 --> 00:03:22,662
حساسیت بسیار زیاد، آنها را به گزینههایی

65
00:03:22,662 --> 00:03:27,300
برای استفاده در آشکارسازی امواج گرانشی
در آشکارسازهای فضایی آینده بدل کرده است.

66
00:03:27,300 --> 00:03:31,624
آنها همچنین برای مطالعه
پدیدههای اتمی و زیراتمی مفید هستند،

67
00:03:31,624 --> 00:03:35,894
که به اندازهگیری نوسانات
اندک انرژی اتمها نیاز دارد.

68
00:03:35,894 --> 00:03:38,046
آنها در دماهای معمولی غرق میشوند،

69
00:03:38,046 --> 00:03:41,090
وقتی اتمها با سرعت صدها متر بر ثانیه
به اطراف حرکت میکنند.

70
00:03:41,090 --> 00:03:45,265
سرد کردن لیزری میتواند اتمها را
تا تنها چند سانتیمتر بر ثانیه کُند کند --

71
00:03:45,265 --> 00:03:49,122
که برای آشکار شدن حرکت
ناشی از اثرات کوانتومی اتم کافی است.

72
00:03:49,122 --> 00:03:53,599
اتمهای فراسرد تا کنون
این امکان را به دانشمندان دادهاند

73
00:03:53,599 --> 00:03:56,150
تا پدیدههایی مانند
چگالش بوز-انیشتین را مطالعه کنند،

74
00:03:56,150 --> 00:03:59,631
که در آن اتمها تا حدود
صفر مطلق سرد میشوند

75
00:03:59,631 --> 00:04:02,200
و به حالت نادر جدیدی
از ماده تبدیل میشوند.

76
00:04:02,200 --> 00:04:05,791
پس دانشمندان که برای درک قوانین فیزیک

77
00:04:05,791 --> 00:04:08,685
و پرده برداشتن از اسرار کائنات
به راهشان ادامه میدهند،

78
00:04:08,685 --> 00:04:12,161
این کار را با کمک
سردترین اتمها انجام میدهند.