Kaliumatome können ein Millionstel erreichen
1 Kelvin unter dem absoluten Nullpunkt (Foto:
Comstock Images/Jupitemanges/AFP Archives)

Physiker der Ludwig-Maximilians-Universität München haben erstmals Temperaturen unter dem absoluten Nullpunkt erreicht, indem sie mithilfe von Lasern und Magneten ein ultrakaltes Quantengas aus Kaliumatomen erzeugt haben.

Den Forschern gelang es, ein Milliardstel von 1 Kelvin – der internationalen Grundeinheit, die die Temperatur eines Objekts misst – unter den absoluten Nullpunkt (entspricht -273,15 °C) zu bringen. Die Ergebnisse wurden in der Freitagsausgabe (4) des Magazins „Science“ veröffentlicht.

Eine neue von Deutschland entwickelte Technik öffnet die Tür zur Entwicklung von Quantengeräten und -materialien mit Temperaturen unter 0 Kelvin.

Das neue Gas ahmt auch das Verhalten der „dunklen Energie“ nach – einer mysteriösen Kraft, die das Universum dazu bringt, sich entgegen der Anziehungskraft der Schwerkraft immer schneller auszudehnen – und könnte Astronomen helfen, die Ursprünge und Entwicklung des Universums zu verstehen.

Temperatur und Energie eines Gases
Mitte des 19. Jahrhunderts erstellte der irische Physiker und Ingenieur William Thomson, bekannt als Lord Kelvin, die absolute Temperaturskala, die bei einer Temperatur von -273,15 °C begann.

Später erkannten Wissenschaftler, dass die Temperatur eines Gases mit der durchschnittlichen Energie seiner Teilchen zusammenhängt. Daher entspricht der absolute Nullpunkt einem theoretischen Zustand, in dem Teilchen keine Energie haben – und höhere Temperaturen bedeuten höhere Energie.

In den 1950er Jahren begannen die Physiker jedoch zu erkennen, dass dies nicht immer der Fall war. Dies liegt daran, dass die meisten Teilchen typischerweise eine durchschnittliche Energie haben oder nahe daran liegen – nur wenige haben hohe Energien. Wenn die Situation umgekehrt wäre und mehr Teilchen hohe Energie konzentrieren würden, würde sich die absolute Temperatur theoretisch von einem positiven zu einem negativen Ergebnis ändern.

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