Пробирає до кісток. На Землі досягнута температура нижча, ніж у космосі

Вченим з Національної прискорювальної лабораторії SLAC, США, вдалося за допомогою рентгенівського лазера на вільних електронах LCLS II охолодити рідкий гелій до температури -271,15 градуса за Цельсієм або 2 Кельвіна. Це всього на 2 градуси Цельсія вище за абсолютного нуля (-273,15 градуса Цельсія) з якого рух частинок припиняється. Таке холодне середовище має вирішальне значення для прискорювача, тому що за таких низьких температур прискорювач стає надпровідним і може прискорювати електрони практично з нульовою втратою енергії, повідомляє Live Science.

Навіть у порожніх регіонах космосу не так холодно, оскільки вони заповнені реліктовим випромінюванням, яке залишилося після Великого вибуху, і воно має однорідну температуру — мінус 270,15 градуса за Цельсієм або 3 Кельвіни.

"Тепер надпровідний прискорювач, який працює з рентгенівським лазером LCLS-II, досяг своєї робочої температури й може прискорювати електрони зі швидкістю в 1 мільйон імпульсів на секунду, що є світовим рекордом", — говорить Ендрю Беррілл з Національної прискорювальної лабораторії SLAC.

За словами вченого, тепер лазер LCLS-II зможе виробляти рентгенівські імпульси, які в середньому в 10 тисяч разів яскравіші, ніж у його попередника. Ці лазерні імпульси дозволять ученим побачити з високою деталізацією, як електрони та атоми взаємодіють у матерії.

Для того, щоб досягти такої низької температури у прискорювачі, вченим довелося використати дуже низький тиск.

"На рівні моря вода кипить за температури 100 градусів Цельсія, але температура кипіння залежить від тиску. Наприклад, у кухонній скороварці тиск вищий, і вода кипить за температури 121°C, а на висоті, де тиск нижчий, вода кипить за нижчої температури. З гелієм відбувається майже те саме. З атмосферним тиском гелій кипітиме за температури -268,95 градуса Цельсія або 4,2 Кельвіна. Але щоб зменшити температуру, потрібен тиск всього 1/30 атмосферного", — прискорювальної лабораторії SLAC.

Щоб досягти таких показників, вчені використовували спеціальне кріогенне обладнання. Гелій у своєму звичайному стані — це інертний газ, який є другим за поширеністю елементом у Всесвіті після водню. В нього найнижча температура кипіння серед усіх відомих речовин.

"За температури 2 Кельвіна рідкий гелій стає надтекучим, цей стан гелію називається гелій-2, і він має дуже незвичайні властивості. Наприклад, він проводить тепло в сотні разів ефективніше за мідь, і має настільки низьку в'язкість, що її неможливо виміряти", — Каже Фов.

За словами вчених, досягнута температура в прискорювачі поки є найнижчою з очікуваних. Досягти нижчих показників можна, і вони відрізнятимуться лише на частки градуса від абсолютного нуля, але цей лазер на це не здатний.

Якщо згадати ще про один знаменитіший прискорювач частинок, а саме про Великого адронного колайдера, то Фокус вже писав про 10 космічних таємниць, які допоможе розгадати ця установка.

Також Фокус писав про неймовірне досягнення, яке здобули вчені на Великому адронному колайдері. Їм вдалося максимально точно дізнатися про масу однієї з найважчих частинок у Всесвіті.