1
00:00:06,716 --> 00:00:10,397
Những vật liệu lạnh nhất thế giới 
không nằm ở Nam Cực,

2
00:00:10,397 --> 00:00:14,241
trên đỉnh Everest
hay dưới một tảng băng,

3
00:00:14,241 --> 00:00:16,257
mà từ các phòng thí nghiệm lý:

4
00:00:16,257 --> 00:00:20,382
những đám mây khí với nhiệt độ chỉ
cao hơn độ không tuyệt đối vài phần độ.

5
00:00:20,382 --> 00:00:25,367
Lạnh hơn gấp 395 triệu lần
tủ lạnh nhà bạn,

6
00:00:25,367 --> 00:00:28,073
gấp 100 triệu lần
ni-tơ lỏng,

7
00:00:28,073 --> 00:00:31,240
và hơn 4 triệu lần
so với ngoài không gian.

8
00:00:31,240 --> 00:00:33,821
Những nhiệt độ thấp thế này giúp 
hé mở cánh cửa

9
00:00:33,821 --> 00:00:35,901
vào thế giới vận động của vật chất

10
00:00:35,901 --> 00:00:39,227
cho phép các kĩ sư tạo ra 
những thiết bị cực nhạy

11
00:00:39,227 --> 00:00:41,292
cho ta biết nhiều hơn về mọi thứ

12
00:00:41,292 --> 00:00:43,380
từ vị trí cụ thể của ta trên trái đất

13
00:00:43,380 --> 00:00:46,135
đến những gì xảy ra 
ở rìa xa nhất của vũ trụ.

14
00:00:46,135 --> 00:00:49,138
Vậy ta tạo ra những nhiệt độ 
khắc nghiệt này như thế nào?

15
00:00:49,138 --> 00:00:51,989
Nói tóm tắt là bằng cách làm chậm
các hạt chuyển động.

16
00:00:51,989 --> 00:00:55,951
Khi nói về nhiệt độ, cái ta thực sự 
nói đến là chuyển động.

17
00:00:55,951 --> 00:00:59,168
Những nguyên tử tạo thành 
chất rắn, lỏng, và khí

18
00:00:59,168 --> 00:01:00,869
lúc nào cũng chuyển động.

19
00:01:00,869 --> 00:01:05,616
Khi các nguyên tử chuyển động 
nhanh hơn, ta thấy chất đó nóng.

20
00:01:05,616 --> 00:01:09,147
Khi các nguyên tử chuyển động 
chậm hơn, ta thấy chất đó lạnh.

21
00:01:09,147 --> 00:01:12,563
Để làm lạnh một chất rắn hoặc khí nóng
trong đời sống hàng ngày,

22
00:01:12,563 --> 00:01:15,960
ta đưa chúng vào môi trường
có nhiệt độ thấp hơn như tủ lạnh.

23
00:01:15,960 --> 00:01:20,498
Một số chuyển động nguyên tử của vật nóng
được chuyển sang môi trường xung quanh,

24
00:01:20,498 --> 00:01:22,251
khiến nó nguội dần.

25
00:01:22,251 --> 00:01:24,278
Nhưng điều này
có một giới hạn:

26
00:01:24,278 --> 00:01:27,865
ngay cả ngoài không gian cũng là quá nóng 
để có thể tạo nhiệt độ cực thấp.

27
00:01:27,865 --> 00:01:32,293
Nên thay vào đó, các nhà khoa học đã 
tìm ra cách trực tiếp làm chậm nguyên tử -

28
00:01:32,293 --> 00:01:34,204
bằng một chùm laser.

29
00:01:34,204 --> 00:01:38,334
Trong đa số trường hợp, năng lượng 
trong chùm laser làm các vật nóng lên.

30
00:01:38,334 --> 00:01:40,993
Nhưng nếu được sử dụng 
một cách chính xác,

31
00:01:40,993 --> 00:01:45,283
động lượng của chùm tia có thể trì hoãn 
nguyên tử chuyển động, làm chúng nguội đi.

32
00:01:45,283 --> 00:01:49,403
Đây là điều xảy ra trong một thiết bị
tên bẫy quang từ.

33
00:01:49,403 --> 00:01:51,954
Các nguyên tử được đưa vào 
một môi trường chân không,

34
00:01:51,954 --> 00:01:55,415
và một từ trường sẽ kéo chúng 
về phía tâm thiết bị.

35
00:01:55,415 --> 00:01:58,090
Một chùm tia laser nhắm vào
chính giữa từ trường này

36
00:01:58,090 --> 00:02:00,623
được điều chỉnh đến tần số thích hợp

37
00:02:00,623 --> 00:02:06,170
để khi nguyên tử tiến gần đến sẽ hấp thụ 
một photon trong chùm laser và chậm lại.

38
00:02:06,170 --> 00:02:09,089
Hiệu ứng chậm lại đến từ
sự chuyển giao động lực học

39
00:02:09,089 --> 00:02:11,108
giữa nguyên tử và photon.

40
00:02:11,108 --> 00:02:14,208
Tổng cộng sáu chùm tia,
trong vị trí vuông góc,

41
00:02:14,208 --> 00:02:18,375
đảm bảo những nguyên tử
đi từ nhiều hướng sẽ bị chặn lại.

42
00:02:18,375 --> 00:02:21,018
Giữa trung tâm, nơi
những chùm tia giao nhau,

43
00:02:21,018 --> 00:02:24,840
các nguyên tử chuyển động chậm,
như đang kẹt trong một chất lỏng đặc,

44
00:02:24,840 --> 00:02:29,924
một hiệu ứng các nhà phát minh ra nó 
gọi là "mật đường thị giác."

45
00:02:29,924 --> 00:02:32,315
Một bẫy quang từ như thế này

46
00:02:32,315 --> 00:02:35,405
có thể "làm nguội" các nguyên tử
xuống chỉ một vài microkelvin,

47
00:02:35,405 --> 00:02:38,785
khoảng -273 độ C.

48
00:02:38,785 --> 00:02:41,609
Kĩ thuật này được phát triển
vào những năm 1980,

49
00:02:41,609 --> 00:02:44,093
và những nhà khoa học 
cống hiến cho nó

50
00:02:44,093 --> 00:02:47,931
đều đoạt giải Nobel Vật lý
vào năm 1997 cho phát hiện này.

51
00:02:47,931 --> 00:02:52,751
Từ đó, laser làm nguội đã được phát triển
để tiến đến những nhiệt độ thấp hơn.

52
00:02:52,751 --> 00:02:55,990
Nhưng tại sao bạn lại muốn làm nguội
nguyên tử nhiều đến vậy?

53
00:02:55,990 --> 00:02:59,786
Thứ nhất, những nguyên tử lạnh
có thể là những "bộ dò" rất tốt.

54
00:02:59,786 --> 00:03:01,530
Do có cực ít năng lượng,

55
00:03:01,530 --> 00:03:04,961
chúng cực nhạy với 
những dao động trong môi trường.

56
00:03:04,961 --> 00:03:09,562
Nên chúng được dùng trong những thiết bị
tìm dầu và khoáng dưới lòng đất,

57
00:03:09,562 --> 00:03:12,203
và chúng cũng là "đồng hồ
nguyên tử" cực chính xác,

58
00:03:12,203 --> 00:03:15,483
như những cái được dùng 
trong những vệ tinh định vị toàn cầu.

59
00:03:15,483 --> 00:03:18,152
Thứ hai, những nguyên tử lạnh
có tiềm năng cực lớn

60
00:03:18,152 --> 00:03:20,243
trong việc "mò mẫm" giới hạn
của vật lý học.

61
00:03:20,243 --> 00:03:23,082
Độ cực nhạy khiến chúng
trở thành những ứng cử viên

62
00:03:23,082 --> 00:03:27,300
dò từ trường trong 
những máy dò trong vũ trụ tương lai.

63
00:03:27,300 --> 00:03:31,624
Chúng cũng giúp ích cho việc nghiên cứu
những hiện tượng nguyên tử,

64
00:03:31,624 --> 00:03:35,334
vốn cần đo đạc 
những dao động cực nhỏ trong nguyên tử.

65
00:03:35,334 --> 00:03:38,046
Những dao động đó bị lấp
ở nhiệt độ thường,

66
00:03:38,046 --> 00:03:41,090
khi các nguyên tử chạy quanh 
với tốc độ hàng trăm mét một giây.

67
00:03:41,090 --> 00:03:45,265
Laser làm lạnh có thể làm chậm nguyên tử
tới chỉ vài centimet một giây,

68
00:03:45,265 --> 00:03:49,122
đủ để dao động tạo ra bởi
lượng tử nguyên tử trở nên rõ rệt.

69
00:03:49,122 --> 00:03:53,599
Những nguyên tử siêu lạnh đã cho phép
các nhà khoa học nghiên cứu

70
00:03:53,599 --> 00:03:56,150
các hiện tượng 
như sự đông đặc Bose-Einstein,

71
00:03:56,150 --> 00:03:59,631
khi nguyên tử được làm lạnh tới
gần độ không tuyệt đối

72
00:03:59,631 --> 00:04:02,590
và trở thành một hình thái chất hiếm
hoàn toàn mới.

73
00:04:02,590 --> 00:04:05,791
Thế nên, bước tiếp
con đường tìm hiểu quy luật vật lý

74
00:04:05,791 --> 00:04:07,925
và mở ra những bí mật của vũ trụ,

75
00:04:07,925 --> 00:04:10,201
các nhà khoa học sẽ cần đến

76
00:04:10,207 --> 00:04:13,177
sự giúp đỡ của 
những nguyên tử lạnh nhất.