-273 graden Celsius: Gents experiment leidt tot koudste temperatuur ooit in ons land gemeten
In België is voor het eerst een temperatuur gemeten van ongeveer -273,15 graden Celsius. Dat gebeurde niet in de vrije natuur of in een vrieskamer, maar wel in een laboratorium van de Universiteit Gent, waar wetenschappers een groep atomen hebben afgekoeld tot net boven het absolute nulpunt. Het gaat om een experiment in de kwantumfysica dat op termijn kan leiden tot allerlei praktische toepassingen, zoals betere supergeleiders voor elektriciteit.
Tienduizenden identieke atomen die als een wolk zweven in een vacuümtoestel, op een temperatuur lager dan een miljoenste van een graad boven het absolute nulpunt (-273,15 graden Celsius). Dat is wat fysicus Karel Van Acoleyen en zijn collega’s van de Universiteit Gent als eerste in ons land voor elkaar hebben gekregen.
De toestand waarin ze de atomen hebben gebracht, heet een bose-einsteincondensaat (BEC), vernoemd naar de twee natuurkundigen die het verschijnsel voor het eerst hebben beschreven. De eerste keer dat het in een experiment ook werd waargenomen, was in 1995 in de Verenigde Staten, door wetenschappers van het JILA (Joint Institute for Laboratory Astrophysics) en het MIT (Massachusetts Institute of Technology). In 2001 hebben zij daarvoor de Nobelprijs voor Natuurkunde gekregen.
Later werd het experiment herhaald aan andere instellingen. En nu dus ook aan de Universiteit Gent.
BEKIJK - Universiteit Gent heeft een bevattelijke video over het experiment gemaakt
“Om het BEC te verkrijgen, hebben we gewerkt met heel nauwkeurig afgestelde lasers en magneetvelden”, legt Van Acoleyen uit. “Daarmee hebben we allerlei processen opgewekt die de atomen in de gewenste toestand hebben gebracht.”
Als tienduizenden atomen bij die lage temperatuur samen een wolk vormen, zoals in het experiment, bestaan ze niet meer op zichzelf maar gaan ze samen een nieuwe identiteit vormen met eigenschappen die de individuele atomen overstijgen. Ze vormen als het ware een superatoom. “In ons onderzoek proberen we te achterhalen wat die eigenschappen zoal kunnen zijn”, verduidelijkt Van Acoleyen. “In de kwantumfysica proberen we te begrijpen hoe deeltjes zich gedragen als je ze met velen samenvoegt. En dat is wat wij doen. Hetzelfde vraagstuk vind je in de natuur trouwens op verschillende niveaus. We hopen niet alleen iets te leren over koude atomen, maar ook over exotische processen als de verdamping van een zwart gat”
Zonnepanelen en supergeleiders
De kennis die Van Acoleyen en zijn collega’s vergaren, kan op termijn ook leiden tot praktische toepassingen. Wetenschappers die nieuwe materialen ontwikkelen, baseren zich immers vaak op inzichten uit de kwantumfysica. Ook zij zijn geïnteresseerd in hoe deeltjes zich gedragen als je ze samenvoegt. Zo zouden er in de toekomst bijvoorbeeld materialen kunnen komen die licht efficiënter omzetten in elektriciteit (nuttig voor zonnepanelen) of die elektriciteit geleiden zonder verlies (supergeleiders).