WEBVTT

00:00:06.716 --> 00:00:10.397
سردترین مواد زمین در قطب جنوب نیستند.

00:00:10.397 --> 00:00:12.521
در بالای قله اورست هم نیستند

00:00:12.521 --> 00:00:14.376
در یخچالهای طبیعی هم مدفون نشدهاند.

00:00:14.376 --> 00:00:16.107
آنها در آزمایشگاههای فیزیک هستند:

00:00:16.107 --> 00:00:20.382
ابرهایی از گاز که تنها کسری از درجه
بالاتر از صفر مطلق هستند.

00:00:20.382 --> 00:00:25.367
یعنی ۳۹۵ میلیون بار سردتر از یخچال شما،

00:00:25.367 --> 00:00:28.073
۱۰۰ میلیون بار سردتر از نیتروژن مایع،

00:00:28.073 --> 00:00:31.240
و ۴ میلیون بار سردتر از فضای بیرونی.

00:00:31.240 --> 00:00:35.901
دماهای چنین پایین برای دانشمندان پنجرهای 
به فعالیتهای درونی ماده باز میکند،

00:00:35.901 --> 00:00:39.437
و به مهندسان اجازه میدهد
ابزارهایی بسیار حساس بسازند

00:00:39.437 --> 00:00:41.562
که درباره همه چیز بیشتر به ما میگویند

00:00:41.562 --> 00:00:43.130
از جایگاه دقیق ما در سیاره

00:00:43.130 --> 00:00:46.135
تا اتفاقاتی که در 
دوردستهای جهان رخ میدهد.

NOTE Paragraph

00:00:46.135 --> 00:00:48.928
چطور چنین دماهای پایینی را ایجاد میکنیم؟

00:00:48.928 --> 00:00:51.989
به طور خلاصه، با کم کردن سرعت ذرات متحرک.

00:00:51.989 --> 00:00:55.951
وقتی از دما میگوییم در واقع
درباره حرکت حرف میزنیم.

00:00:55.951 --> 00:00:57.716
اتمهایی که جامد

00:00:57.716 --> 00:00:58.458
مایع،

00:00:58.458 --> 00:00:59.518
و گازها را میسازند

00:00:59.518 --> 00:01:00.869
همواره در حرکت هستند.

00:01:00.869 --> 00:01:05.616
وقتی اتمها تندتر حرکت کنند
ما ماده را داغ میپنداریم.

00:01:05.616 --> 00:01:09.147
وقتی آهستهتر حرکت کنند
میگوییم ماده سرد است.

NOTE Paragraph

00:01:09.147 --> 00:01:12.563
برای سرد کردن یک جسم
یا گاز داغ در زندگی روزمره،

00:01:12.563 --> 00:01:15.960
آن را در محیطی سردتر
مانند یخچال قرار میدهیم.

00:01:15.960 --> 00:01:20.498
بعضی از تحرکات اتمی در جسم داغ
به پیرامون منتقل میشود،

00:01:20.498 --> 00:01:22.251
و جسم خنک میشود.

00:01:22.251 --> 00:01:23.788
اما حدی برای آن هست:

00:01:23.788 --> 00:01:27.865
حتی فضای بیرونی هم گرمتر از آن است
که دماهای فراسرد را ایجاد کند.

00:01:27.865 --> 00:01:32.823
پس در عوض، دانشمندان راهی
برای کند کردن مستقیم اتمها پیدا کردند --

00:01:32.823 --> 00:01:34.204
با یک پرتو لیزر.

NOTE Paragraph

00:01:34.204 --> 00:01:35.751
در اکثر شرایط،

00:01:35.751 --> 00:01:38.464
انرژی یک پرتو لیزر چیزها را گرم میکند.

00:01:38.464 --> 00:01:40.533
اما با استفاده از آن به روشی خیلی دقیق،

00:01:40.533 --> 00:01:44.813
تکانه پرتو میتواند اتمهای متحرک را
از حرکت بازداشته، آنها را خنک کند.

00:01:44.813 --> 00:01:49.403
این اتفاقی است که در دستگاهی
به نام تله نوری مغناطیسی رخ میدهد.

00:01:49.403 --> 00:01:51.954
اتمها به محفظهای خلا تزریق میشوند،

00:01:51.954 --> 00:01:55.415
و یک میدان مغناطیسی
آنها را به مرکز میکشاند.

00:01:55.415 --> 00:01:58.090
یک پرتو لیزر به مرکز محفظه
هدف گرفته میشود

00:01:58.090 --> 00:02:00.623
که دقیقا روی فرکانس درست تنظیم شده است

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.

00:02:06.170 --> 00:02:09.089
اثر آهسته شدن از انتقال تکانه

00:02:09.089 --> 00:02:11.108
بین اتم و فوتون نشات میگیرد.

00:02:11.108 --> 00:02:14.208
در مجموع شش پرتو، در چیدمانی عمودی،

00:02:14.208 --> 00:02:18.375
تضمین میکنند که اتمها در هر جهتی
که حرکت کنند متوقف خواهند شد.

00:02:18.375 --> 00:02:21.018
در مرکز، جایی که پرتوها
یکدیگر را قطع میکنند،

00:02:21.018 --> 00:02:24.840
اتمها چنان آهسته حرکت میکنند
که انگار در مایعی غلیظ گرفتار شدهاند --

00:02:24.840 --> 00:02:29.924
اثری که دانشمندانی که آن را
اختراع کردهاند «شیره نوری» مینامند.

00:02:29.924 --> 00:02:32.315
یک تله نوری مغناطیسی مثل این

00:02:32.315 --> 00:02:35.405
میتواند اتمها را
تا فقط چند میکروکلوین سرد کند --

00:02:35.405 --> 00:02:38.785
حدود ۲۷۳- درجه سلسیوس.

NOTE Paragraph

00:02:38.785 --> 00:02:41.609
این روش در دهه ۸۰ میلادی توسعه یافت،

00:02:41.609 --> 00:02:43.913
و دانشمندانی که در آن مشارکت داشتند

00:02:43.913 --> 00:02:47.931
جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۹۷ را
به خاطر کشفشان برنده شدند.

00:02:47.931 --> 00:02:52.751
از آن زمان، سرد کردن با لیزر پیشرفت کرده
تا دماهای حتی پایینتر را ممکن کند.

NOTE Paragraph

00:02:52.751 --> 00:02:55.990
اما چرا باید بخواهید
اتمها را تا این درجه سرد کنید؟

00:02:55.990 --> 00:02:59.786
اول از همه، اتمهای سرد
آشکارسازهای خیلی خوبی هستند.

00:02:59.786 --> 00:03:01.530
با انرژی بسیار کم،

00:03:01.530 --> 00:03:04.961
به طرز باور نکردنی
به نوسانات اطراف حساس هستند.

00:03:04.961 --> 00:03:09.742
پس از آنها در دستگاههایی که نفت زیرزمینی
و ذخایر معدنی را کشف میکنند استفاده میشود،

00:03:09.742 --> 00:03:12.203
آنها همچنین ساعتهای
اتمی بسیار دقیق میسازند،

00:03:12.203 --> 00:03:15.093
مثل آن که در ماهواره
موقعیتیاب جهانی استفاده شده است.

NOTE Paragraph

00:03:15.093 --> 00:03:18.152
دوم اینکه، اتمهای سرد پتانسیل خیلی زیادی

00:03:18.152 --> 00:03:20.243
در کاوش مرزهای فیزیک دارند.

00:03:20.243 --> 00:03:22.662
حساسیت بسیار زیاد، آنها را به گزینههایی

00:03:22.662 --> 00:03:27.300
برای استفاده در آشکارسازی امواج گرانشی
در آشکارسازهای فضایی آینده بدل کرده است.

00:03:27.300 --> 00:03:31.624
آنها همچنین برای مطالعه
پدیدههای اتمی و زیراتمی مفید هستند،

00:03:31.624 --> 00:03:35.894
که به اندازهگیری نوسانات
اندک انرژی اتمها نیاز دارد.

00:03:35.894 --> 00:03:38.046
آنها در دماهای معمولی غرق میشوند،

00:03:38.046 --> 00:03:41.090
وقتی اتمها با سرعت صدها متر بر ثانیه
به اطراف حرکت میکنند.

00:03:41.090 --> 00:03:45.265
سرد کردن لیزری میتواند اتمها را
تا تنها چند سانتیمتر بر ثانیه کُند کند --

00:03:45.265 --> 00:03:49.122
که برای آشکار شدن حرکت
ناشی از اثرات کوانتومی اتم کافی است.

00:03:49.122 --> 00:03:53.599
اتمهای فراسرد تا کنون
این امکان را به دانشمندان دادهاند

00:03:53.599 --> 00:03:56.150
تا پدیدههایی مانند
چگالش بوز-انیشتین را مطالعه کنند،

00:03:56.150 --> 00:03:59.631
که در آن اتمها تا حدود
صفر مطلق سرد میشوند

00:03:59.631 --> 00:04:02.200
و به حالت نادر جدیدی
از ماده تبدیل میشوند.

NOTE Paragraph

00:04:02.200 --> 00:04:05.791
پس دانشمندان که برای درک قوانین فیزیک

00:04:05.791 --> 00:04:08.685
و پرده برداشتن از اسرار کائنات
به راهشان ادامه میدهند،

00:04:08.685 --> 00:04:12.161
این کار را با کمک
سردترین اتمها انجام میدهند.