WEBVTT

00:00:06.716 --> 00:00:10.397
Những vật liệu lạnh nhất thế giới 
không nằm ở Nam Cực,

00:00:10.397 --> 00:00:14.241
trên đỉnh Everest
hay dưới một tảng băng,

00:00:14.241 --> 00:00:16.257
mà từ các phòng thí nghiệm lý:

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.

00:00:20.382 --> 00:00:25.367
Lạnh hơn gấp 395 triệu lần
tủ lạnh nhà bạn,

00:00:25.367 --> 00:00:28.073
gấp 100 triệu lần
ni-tơ lỏng,

00:00:28.073 --> 00:00:31.240
và hơn 4 triệu lần
so với ngoài không gian.

00:00:31.240 --> 00:00:33.821
Những nhiệt độ thấp thế này giúp 
hé mở cánh cửa

00:00:33.821 --> 00:00:35.901
vào thế giới vận động của vật chất

00:00:35.901 --> 00:00:39.227
cho phép các kĩ sư tạo ra 
những thiết bị cực nhạy

00:00:39.227 --> 00:00:41.292
cho ta biết nhiều hơn về mọi thứ

00:00:41.292 --> 00:00:43.380
từ vị trí cụ thể của ta trên trái đất

00:00:43.380 --> 00:00:46.135
đến những gì xảy ra 
ở rìa xa nhất của vũ trụ.

NOTE Paragraph

00:00:46.135 --> 00:00:49.138
Vậy ta tạo ra những nhiệt độ 
khắc nghiệt này như thế nào?

00:00:49.138 --> 00:00:51.989
Nói tóm tắt là bằng cách làm chậm
các hạt chuyển động.

00:00:51.989 --> 00:00:55.951
Khi nói về nhiệt độ, cái ta thực sự 
nói đến là chuyển động.

00:00:55.951 --> 00:00:59.168
Những nguyên tử tạo thành 
chất rắn, lỏng, và khí

00:00:59.168 --> 00:01:00.869
lúc nào cũng chuyển động.

00:01:00.869 --> 00:01:05.616
Khi các nguyên tử chuyển động 
nhanh hơn, ta thấy chất đó nóng.

00:01:05.616 --> 00:01:09.147
Khi các nguyên tử chuyển động 
chậm hơn, ta thấy chất đó lạnh.

NOTE Paragraph

00:01:09.147 --> 00:01:12.563
Để làm lạnh một chất rắn hoặc khí nóng
trong đời sống hàng ngày,

00:01:12.563 --> 00:01:15.960
ta đưa chúng vào môi trường
có nhiệt độ thấp hơn như tủ lạnh.

00:01:15.960 --> 00:01:20.498
Một số chuyển động nguyên tử của vật nóng
được chuyển sang môi trường xung quanh,

00:01:20.498 --> 00:01:22.251
khiến nó nguội dần.

00:01:22.251 --> 00:01:24.278
Nhưng điều này
có một giới hạn:

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.

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 -

00:01:32.293 --> 00:01:34.204
bằng một chùm laser.

NOTE Paragraph

00:01:34.204 --> 00:01:38.334
Trong đa số trường hợp, năng lượng 
trong chùm laser làm các vật nóng lên.

00:01:38.334 --> 00:01:40.993
Nhưng nếu được sử dụng 
một cách chính xác,

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.

00:01:45.283 --> 00:01:49.403
Đây là điều xảy ra trong một thiết bị
tên bẫy quang từ.

00:01:49.403 --> 00:01:51.954
Các nguyên tử được đưa vào 
một môi trường chân không,

00:01:51.954 --> 00:01:55.415
và một từ trường sẽ kéo chúng 
về phía tâm thiết bị.

00:01:55.415 --> 00:01:58.090
Một chùm tia laser nhắm vào
chính giữa từ trường này

00:01:58.090 --> 00:02:00.623
được điều chỉnh đến tần số thích hợp

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.

00:02:06.170 --> 00:02:09.089
Hiệu ứng chậm lại đến từ
sự chuyển giao động lực học

00:02:09.089 --> 00:02:11.108
giữa nguyên tử và photon.

00:02:11.108 --> 00:02:14.208
Tổng cộng sáu chùm tia,
trong vị trí vuông góc,

00:02:14.208 --> 00:02:18.375
đảm bảo những nguyên tử
đi từ nhiều hướng sẽ bị chặn lại.

00:02:18.375 --> 00:02:21.018
Giữa trung tâm, nơi
những chùm tia giao nhau,

00:02:21.018 --> 00:02:24.840
các nguyên tử chuyển động chậm,
như đang kẹt trong một chất lỏng đặc,

00:02:24.840 --> 00:02:29.924
một hiệu ứng các nhà phát minh ra nó 
gọi là "mật đường thị giác."

00:02:29.924 --> 00:02:32.315
Một bẫy quang từ như thế này

00:02:32.315 --> 00:02:35.405
có thể "làm nguội" các nguyên tử
xuống chỉ một vài microkelvin,

00:02:35.405 --> 00:02:38.785
khoảng -273 độ C.

NOTE Paragraph

00:02:38.785 --> 00:02:41.609
Kĩ thuật này được phát triển
vào những năm 1980,

00:02:41.609 --> 00:02:44.093
và những nhà khoa học 
cống hiến cho nó

00:02:44.093 --> 00:02:47.931
đều đoạt giải Nobel Vật lý
vào năm 1997 cho phát hiện này.

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.

NOTE Paragraph

00:02:52.751 --> 00:02:55.990
Nhưng tại sao bạn lại muốn làm nguội
nguyên tử nhiều đến vậy?

00:02:55.990 --> 00:02:59.786
Thứ nhất, những nguyên tử lạnh
có thể là những "bộ dò" rất tốt.

00:02:59.786 --> 00:03:01.530
Do có cực ít năng lượng,

00:03:01.530 --> 00:03:04.961
chúng cực nhạy với 
những dao động trong môi trường.

00:03:04.961 --> 00:03:09.562
Nên chúng được dùng trong những thiết bị
tìm dầu và khoáng dưới lòng đất,

00:03:09.562 --> 00:03:12.203
và chúng cũng là "đồng hồ
nguyên tử" cực chính xác,

00:03:12.203 --> 00:03:15.483
như những cái được dùng 
trong những vệ tinh định vị toàn cầu.

NOTE Paragraph

00:03:15.483 --> 00:03:18.152
Thứ hai, những nguyên tử lạnh
có tiềm năng cực lớn

00:03:18.152 --> 00:03:20.243
trong việc "mò mẫm" giới hạn
của vật lý học.

00:03:20.243 --> 00:03:23.082
Độ cực nhạy khiến chúng
trở thành những ứng cử viên

00:03:23.082 --> 00:03:27.300
dò từ trường trong 
những máy dò trong vũ trụ tương lai.

00:03:27.300 --> 00:03:31.624
Chúng cũng giúp ích cho việc nghiên cứu
những hiện tượng nguyên tử,

00:03:31.624 --> 00:03:35.334
vốn cần đo đạc 
những dao động cực nhỏ trong nguyên tử.

00:03:35.334 --> 00:03:38.046
Những dao động đó bị lấp
ở nhiệt độ thường,

00:03:38.046 --> 00:03:41.090
khi các nguyên tử chạy quanh 
với tốc độ hàng trăm mét một giây.

00:03:41.090 --> 00:03:45.265
Laser làm lạnh có thể làm chậm nguyên tử
tới chỉ vài centimet một giây,

00:03:45.265 --> 00:03:49.122
đủ để dao động tạo ra bởi
lượng tử nguyên tử trở nên rõ rệt.

00:03:49.122 --> 00:03:53.599
Những nguyên tử siêu lạnh đã cho phép
các nhà khoa học nghiên cứu

00:03:53.599 --> 00:03:56.150
các hiện tượng 
như sự đông đặc Bose-Einstein,

00:03:56.150 --> 00:03:59.631
khi nguyên tử được làm lạnh tới
gần độ không tuyệt đối

00:03:59.631 --> 00:04:02.590
và trở thành một hình thái chất hiếm
hoàn toàn mới.

NOTE Paragraph

00:04:02.590 --> 00:04:05.791
Thế nên, bước tiếp
con đường tìm hiểu quy luật vật lý

00:04:05.791 --> 00:04:07.925
và mở ra những bí mật của vũ trụ,

00:04:07.925 --> 00:04:10.201
các nhà khoa học sẽ cần đến

00:04:10.207 --> 00:04:13.177
sự giúp đỡ của 
những nguyên tử lạnh nhất.