Antik Romalılardan alınan ufak bir yardımla bakır bir blok, 15 gün boyunca -273.144°C sıcaklıkta kaldı. Bu, makroskopik ölçekte dünyanın en soğuk nesnesi rekoru demek.
Isıyı atomların veya moleküllerin titreşim enerjisi diye tarif etmek mümkün. Mutlak sıfırda moleküller hareket etmiyor. Süper düşük sıcaklık rekorları da genelde ufak atom örnekleri ile kırılıyor. Termodinamiğin üçüncü yasasına göre mutlak sıfır (0 Kelvin veya -273.15 °C) soğukluğuna ulaşmak imkansız. Uzayda gözlemlenen en düşük sıcaklık ise 1 Kelvin ile Bumerang Nebulası’nda gözlemlendi, bu art alan ışımasının üçte birinde bir sıcaklık. Yine de yasanın varlığı, insanın bu soğukluğu üretme çabasının önüne geçemedi.
Başarılı soğutma denemelerinde bazen laser teknolojisi kullanılarak bir atom grubunun hareketi denkleştiriliyor ve neredeyse durma noktasına getiriliyor: Atomlar önce buharlaştırılıyor ve 0.003 Kelvin (-273.147 ° C) sıcaklığına getiriliyor. Ardından laser kullanılarak rodyum atomları neredeyse milyarda bir Kelvin derecesinde durduruluyor. Bu yöntem, 1997 yılında Nobel Fizik ödülünü aldı, dahası dört yıl sonra aynı ödülü alan çalışmanın da temelini oluşturdu.
Rodyum atomunu değil de 400 kglık bir bakır bloğu aynı ısıya düşürmek isterseniz… İşte o zaman dehşetli laserler gerekiyor:
Ne var ki İtalya’daki Soğubilim Nadir Olgu Yeraltı Gözlemevi (CUORE: Cryogenic Underground Observatory for Rare Events) bu bakır bloğu 0.006 Kelvin’e düşürmeyi başardı. Bu amaçla bloğu özel bir konteynıra yerleştirdiler. Bu konteynır çalışmadaki bilim insanlarının tarifine göre “Yalnızca boyutları, uç noktada soğuklara ulaşması, soğutma gücüsü açısından değil, çok düşük düzey radyasyon güvenliği sağlayan malzeme ve inşa tekniği açısından da dünyada türünün tek örneği.”
Bu çalışma yalnızca CUORE adını Guinness Rekorlar Kitabı’na yazdırsın diye yapılmadı. Soğutulan blok, ender görülen bir radyasyonun türünü, kuramsal olarak var olan çifte-beta bozunması denen özel bir radyasyonu algılamakta kullanılacak. Bu radyasyon türü şayet varsa neredeyse mutlak sıfıra çekilen bakır bloğunda hafif ısı artışları gözlemlenecek. Bu gözlemi yapabilmek için de 1000 adet tellurium diyoksit kristali kullanılıyor.
Bu araştırmanın sağlıklı yürütülmesi için bloğa ısı girmesini engellenmek, dahası böylesi çok ender görünen süreçleri gözlemlenebilmek için gürültü düzeylerini de düşük tutmak gerek. Haliyle diğer radyasyon türlerini, böylesi bir deney ortamından uzak tutulması gerekiyor. Bunu yapmanın en iyi yolu da, bakır bloğu kurşunla yalıtmak:
Ancak bu deney için kullanılması gereken kurşunun mümkün olduğunca uzun zaman önce topraktan çıkarılması gerek ki asıl kurşun madenindeki diğer elementlerin etkileri yitmiş olsun. CUORE, bakır bloğu kaplamakta kullanılacak kurşunu, batık bir Roma kalyonundan edindi. Gemideki kurşun batmamış olsa, Romalılar sikke imalatında, su borularında, sapan mermisinde kullanılacaktı.
Kaynaklar:
http://www.iflscience.com/physics/copper-block-sets-record-cold-temperature