WEBVTT

00:00:06.716 --> 00:00:10.177
Самые холодные вещества в мире
не в Антарктиде,

00:00:10.177 --> 00:00:12.287
не на вершине Эвереста

00:00:12.287 --> 00:00:14.066
и не в недрах ледника.

00:00:14.066 --> 00:00:15.416
Они в лабораториях физиков,

00:00:15.466 --> 00:00:19.147
это газы, имеющие температуру
едва выше абсолютного ноля.

00:00:20.482 --> 00:00:24.042
Это в 395 миллионов раз холоднее,
чем в холодильнике,

00:00:25.367 --> 00:00:27.837
в 100 миллионов раз холоднее,
чем жидкий азот,

00:00:28.067 --> 00:00:30.773
и в 4 миллиона раз холоднее
космического пространства.

00:00:30.990 --> 00:00:35.901
Такие низкие температуры позволяют учёным
исследовать строение веществ,

00:00:35.901 --> 00:00:39.157
а инженерам — создавать
высокочувствительные инструменты,

00:00:39.157 --> 00:00:41.407
которые позволяют нам узнавать
больше обо всём —

00:00:41.407 --> 00:00:43.580
от нашего точного
местонахождения на планете

00:00:43.580 --> 00:00:46.020
до происходящего
в дальних уголках вселенной.

00:00:46.135 --> 00:00:48.765
Как создать такую
экстремальную температуру?

NOTE Paragraph

00:00:48.779 --> 00:00:51.739
Если коротко, то путём замедления
движущихся частиц.

00:00:51.739 --> 00:00:55.431
Говоря о температуре, мы на самом деле
говорим о движении.

00:00:55.431 --> 00:00:57.481
Атомы, из которых состоят
твёрдые вещества,

00:00:57.481 --> 00:00:58.406
жидкости

00:00:58.406 --> 00:00:59.118
и газы,

00:00:59.118 --> 00:01:01.199
находятся в постоянном движении.

00:01:01.199 --> 00:01:05.617
Когда атомы движутся быстро,
вещество кажется горячим,

00:01:05.617 --> 00:01:09.037
когда медленно — холодным.

00:01:09.037 --> 00:01:12.697
В повседневной жизни для того,
чтобы охладить предмет или газ,

NOTE Paragraph

00:01:12.697 --> 00:01:15.840
мы помещаем его в более холодную среду,
например холодильник.

00:01:15.840 --> 00:01:20.518
Движение атомов передаётся
окружающей среде,

00:01:20.518 --> 00:01:21.881
и предмет охлаждается.

00:01:21.881 --> 00:01:23.781
Но этому есть предел:

00:01:23.781 --> 00:01:27.615
даже в космосе слишком тепло
для создания ультранизких температур.

00:01:27.615 --> 00:01:32.525
Поэтому учёные нашли способ
замедлять атомы напрямую —

00:01:32.535 --> 00:01:33.803
лазерным лучом.

00:01:33.803 --> 00:01:35.344
В большинстве случаев

NOTE Paragraph

00:01:35.354 --> 00:01:38.541
энергия лазерного луча нагревает вещества,

00:01:38.544 --> 00:01:40.534
но есть способ, при котором

00:01:40.534 --> 00:01:44.363
эта энергия может замедлять атомы,
охлаждая их.

00:01:44.363 --> 00:01:49.353
Это происходит 
в магнито-оптической ловушке.

00:01:49.353 --> 00:01:52.344
Атомы помещаются в вакуумную камеру,

00:01:52.344 --> 00:01:55.784
и магнитное поле притягивает их к центру.

00:01:55.784 --> 00:01:58.440
Луч лазера, направленный в центр камеры,

00:01:58.440 --> 00:02:00.553
имеет частоту, при которой

00:02:00.553 --> 00:02:05.323
атом поглощает фотон луча и замедляется.

00:02:05.440 --> 00:02:08.810
Эффект замедления происходит
из-за переноса энергии

00:02:08.839 --> 00:02:11.668
между атомом и фотоном.

00:02:11.668 --> 00:02:14.708
Шесть лучей, пересекающихся перпендикулярно,

00:02:14.708 --> 00:02:18.295
захватывают атомы независимо
от направления движения.

00:02:18.295 --> 00:02:20.675
В центре, месте пересечения лучей,

00:02:20.678 --> 00:02:24.398
атомы двигаются медленно,
как будто увязли в жидкости.

00:02:24.508 --> 00:02:29.230
Этот эффект учёные назвали
«оптическая патока».

00:02:29.915 --> 00:02:32.252
Такая магнито-оптическая ловушка

00:02:32.252 --> 00:02:35.215
может остужать атомы
до нескольких микрокельвинов —

00:02:35.215 --> 00:02:38.585
около –273 градусов Цельсия.

00:02:38.605 --> 00:02:41.843
Этот метод был разработан в 1980-х годах,

NOTE Paragraph

00:02:41.843 --> 00:02:44.053
а учёные, работавшие над ним,

00:02:44.053 --> 00:02:47.923
получили в 1997 году
Нобелевскую премию по физике.

00:02:47.923 --> 00:02:52.671
Метод был усовершенствован и сейчас
позволяет опускать температуру ещё ниже.

00:02:52.671 --> 00:02:55.731
Почему важно охлаждать атомы так сильно?

NOTE Paragraph

00:02:55.731 --> 00:02:59.536
Во-первых, холодные атомы —
хорошие детекторы.

00:02:59.536 --> 00:03:01.516
Имея очень мало энергии,

00:03:01.520 --> 00:03:04.950
они чувствительны к колебаниям в среде,

00:03:04.960 --> 00:03:09.471
что позволяет использовать их при поиске
нефти и полезных ископаемых.

00:03:09.561 --> 00:03:12.072
Также они используются
в высокоточных атомных часах,

00:03:12.072 --> 00:03:14.373
таких, как в спутниках GPS.

00:03:15.093 --> 00:03:18.042
Во-вторых, холодные атомы обладают
мощным потенциалом

NOTE Paragraph

00:03:18.042 --> 00:03:19.852
расширить возможности физики.

00:03:20.233 --> 00:03:22.700
Сверхчувствительность может
позволить применять их

00:03:22.700 --> 00:03:27.140
для регистрации гравитационных волн
в детекторах в космосе.

00:03:27.300 --> 00:03:31.280
Также они помогают изучать атомные
и субатомные явления,

00:03:31.614 --> 00:03:35.534
что требует измерения
очень слабых колебаний энергии атомов.

00:03:35.594 --> 00:03:38.378
Эти колебания невозможно замерить
при обычной температуре,

00:03:38.378 --> 00:03:41.080
когда атомы движутся со скоростью
сотен метров в секунду.

00:03:41.090 --> 00:03:45.050
Лазер замедляет их скорость 
до нескольких сантиметров в секунду,

00:03:45.267 --> 00:03:49.012
чего достаточно для того, чтобы атомные
квантовые эффекты стали видимыми.

00:03:49.122 --> 00:03:53.883
Ультрахолодные атомы
уже позволили учёным изучать явления

00:03:53.883 --> 00:03:56.080
вроде конденсации Бозе-Эйнштейна,

00:03:56.150 --> 00:03:59.490
когда атомы охлаждаются почти
до абсолютного ноля

00:03:59.630 --> 00:04:01.741
и переходят в новое редкое
состояние вещества.

00:04:02.200 --> 00:04:05.610
Таким образом, для того,
чтобы понять законы физики

NOTE Paragraph

00:04:05.790 --> 00:04:07.961
и разгадать тайны вселенной,

00:04:07.981 --> 00:04:11.355
учёным понадобятся её
самые холодные атомы.