1
00:00:06,716 --> 00:00:10,177
Самые холодные вещества в мире
не в Антарктиде,

2
00:00:10,177 --> 00:00:12,287
не на вершине Эвереста

3
00:00:12,287 --> 00:00:14,066
и не в недрах ледника.

4
00:00:14,066 --> 00:00:15,416
Они в лабораториях физиков,

5
00:00:15,466 --> 00:00:19,147
это газы, имеющие температуру
едва выше абсолютного ноля.

6
00:00:20,482 --> 00:00:24,042
Это в 395 миллионов раз холоднее,
чем в холодильнике,

7
00:00:25,367 --> 00:00:27,837
в 100 миллионов раз холоднее,
чем жидкий азот,

8
00:00:28,067 --> 00:00:30,773
и в 4 миллиона раз холоднее
космического пространства.

9
00:00:30,990 --> 00:00:35,901
Такие низкие температуры позволяют учёным
исследовать строение веществ,

10
00:00:35,901 --> 00:00:39,157
а инженерам — создавать
высокочувствительные инструменты,

11
00:00:39,157 --> 00:00:41,407
которые позволяют нам узнавать
больше обо всём —

12
00:00:41,407 --> 00:00:43,580
от нашего точного
местонахождения на планете

13
00:00:43,580 --> 00:00:46,020
до происходящего
в дальних уголках вселенной.

14
00:00:46,135 --> 00:00:48,765
Как создать такую
экстремальную температуру?

15
00:00:48,779 --> 00:00:51,739
Если коротко, то путём замедления
движущихся частиц.

16
00:00:51,739 --> 00:00:55,431
Говоря о температуре, мы на самом деле
говорим о движении.

17
00:00:55,431 --> 00:00:57,481
Атомы, из которых состоят
твёрдые вещества,

18
00:00:57,481 --> 00:00:58,406
жидкости

19
00:00:58,406 --> 00:00:59,118
и газы,

20
00:00:59,118 --> 00:01:01,199
находятся в постоянном движении.

21
00:01:01,199 --> 00:01:05,617
Когда атомы движутся быстро,
вещество кажется горячим,

22
00:01:05,617 --> 00:01:09,037
когда медленно — холодным.

23
00:01:09,037 --> 00:01:12,697
В повседневной жизни для того,
чтобы охладить предмет или газ,

24
00:01:12,697 --> 00:01:15,840
мы помещаем его в более холодную среду,
например холодильник.

25
00:01:15,840 --> 00:01:20,518
Движение атомов передаётся
окружающей среде,

26
00:01:20,518 --> 00:01:21,881
и предмет охлаждается.

27
00:01:21,881 --> 00:01:23,781
Но этому есть предел:

28
00:01:23,781 --> 00:01:27,615
даже в космосе слишком тепло
для создания ультранизких температур.

29
00:01:27,615 --> 00:01:32,525
Поэтому учёные нашли способ
замедлять атомы напрямую —

30
00:01:32,535 --> 00:01:33,803
лазерным лучом.

31
00:01:33,803 --> 00:01:35,344
В большинстве случаев

32
00:01:35,354 --> 00:01:38,541
энергия лазерного луча нагревает вещества,

33
00:01:38,544 --> 00:01:40,534
но есть способ, при котором

34
00:01:40,534 --> 00:01:44,363
эта энергия может замедлять атомы,
охлаждая их.

35
00:01:44,363 --> 00:01:49,353
Это происходит 
в магнито-оптической ловушке.

36
00:01:49,353 --> 00:01:52,344
Атомы помещаются в вакуумную камеру,

37
00:01:52,344 --> 00:01:55,784
и магнитное поле притягивает их к центру.

38
00:01:55,784 --> 00:01:58,440
Луч лазера, направленный в центр камеры,

39
00:01:58,440 --> 00:02:00,553
имеет частоту, при которой

40
00:02:00,553 --> 00:02:05,323
атом поглощает фотон луча и замедляется.

41
00:02:05,440 --> 00:02:08,810
Эффект замедления происходит
из-за переноса энергии

42
00:02:08,839 --> 00:02:11,668
между атомом и фотоном.

43
00:02:11,668 --> 00:02:14,708
Шесть лучей, пересекающихся перпендикулярно,

44
00:02:14,708 --> 00:02:18,295
захватывают атомы независимо
от направления движения.

45
00:02:18,295 --> 00:02:20,675
В центре, месте пересечения лучей,

46
00:02:20,678 --> 00:02:24,398
атомы двигаются медленно,
как будто увязли в жидкости.

47
00:02:24,508 --> 00:02:29,230
Этот эффект учёные назвали
«оптическая патока».

48
00:02:29,915 --> 00:02:32,252
Такая магнито-оптическая ловушка

49
00:02:32,252 --> 00:02:35,215
может остужать атомы
до нескольких микрокельвинов —

50
00:02:35,215 --> 00:02:38,585
около –273 градусов Цельсия.

51
00:02:38,605 --> 00:02:41,843
Этот метод был разработан в 1980-х годах,

52
00:02:41,843 --> 00:02:44,053
а учёные, работавшие над ним,

53
00:02:44,053 --> 00:02:47,923
получили в 1997 году
Нобелевскую премию по физике.

54
00:02:47,923 --> 00:02:52,671
Метод был усовершенствован и сейчас
позволяет опускать температуру ещё ниже.

55
00:02:52,671 --> 00:02:55,731
Почему важно охлаждать атомы так сильно?

56
00:02:55,731 --> 00:02:59,536
Во-первых, холодные атомы —
хорошие детекторы.

57
00:02:59,536 --> 00:03:01,516
Имея очень мало энергии,

58
00:03:01,520 --> 00:03:04,950
они чувствительны к колебаниям в среде,

59
00:03:04,960 --> 00:03:09,471
что позволяет использовать их при поиске
нефти и полезных ископаемых.

60
00:03:09,561 --> 00:03:12,072
Также они используются
в высокоточных атомных часах,

61
00:03:12,072 --> 00:03:14,373
таких, как в спутниках GPS.

62
00:03:15,093 --> 00:03:18,042
Во-вторых, холодные атомы обладают
мощным потенциалом

63
00:03:18,042 --> 00:03:19,852
расширить возможности физики.

64
00:03:20,233 --> 00:03:22,700
Сверхчувствительность может
позволить применять их

65
00:03:22,700 --> 00:03:27,140
для регистрации гравитационных волн
в детекторах в космосе.

66
00:03:27,300 --> 00:03:31,280
Также они помогают изучать атомные
и субатомные явления,

67
00:03:31,614 --> 00:03:35,534
что требует измерения
очень слабых колебаний энергии атомов.

68
00:03:35,594 --> 00:03:38,378
Эти колебания невозможно замерить
при обычной температуре,

69
00:03:38,378 --> 00:03:41,080
когда атомы движутся со скоростью
сотен метров в секунду.

70
00:03:41,090 --> 00:03:45,050
Лазер замедляет их скорость 
до нескольких сантиметров в секунду,

71
00:03:45,267 --> 00:03:49,012
чего достаточно для того, чтобы атомные
квантовые эффекты стали видимыми.

72
00:03:49,122 --> 00:03:53,883
Ультрахолодные атомы
уже позволили учёным изучать явления

73
00:03:53,883 --> 00:03:56,080
вроде конденсации Бозе-Эйнштейна,

74
00:03:56,150 --> 00:03:59,490
когда атомы охлаждаются почти
до абсолютного ноля

75
00:03:59,630 --> 00:04:01,741
и переходят в новое редкое
состояние вещества.

76
00:04:02,200 --> 00:04:05,610
Таким образом, для того,
чтобы понять законы физики

77
00:04:05,790 --> 00:04:07,961
и разгадать тайны вселенной,

78
00:04:07,981 --> 00:04:11,355
учёным понадобятся её
самые холодные атомы.