أرجوحة مجهرية تم تبريدها إلى ما يقرب من الصفر المطلق سريع

الأصل: "A Sub-kHz Mechanical Resonator Passively Cooled to 6 mK"
arXiv:2510.24199 · 2025-10-28 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
قام الفيزيائيون بتبريد أرجوحة مجهرية إلى 0.006 درجة فوق الصفر المطلق — إنها باردة جدًا لدرجة أن تأرجحها كاد أن يتوقف، لكن ليس تمامًا.

الأرجوحة الصغيرة بوزن واحد ونصف نانوغرام تتأرجح ليس بفعل الرياح، بل بفعل حرارة البيئة المحيطة. كاد الفيزيائيون أن يوقفوا تأرجحها، إذ برّدوها إلى 0.006 درجة فوق الصفر المطلق. في البداية، تمت مغنطة الأرجوحة، ثم أزيل المجال المغناطيسي تدريجياً — وهذه التقنية، إزالة المغناطيسية النووية، امتصّت منها الطاقة كما تمتص الإسفنجة الماء. وعلى عكس التبريد التقليدي باستخدام الهيليوم السائل، لم تكن هناك حاجة إلى تدخل فعّال.

لكن الأكثر إثارة للدهشة: حتى في هذا السكون الجليدي، استمرت الأرجوحة في الاهتزاز. هذه التذبذبات المتبقية، وليس غيابها، هي التي شكلت مفتاح القياسات.

راقبت تقنية المطيافية الليزرية الانزياحات بمقادير أجزاء من الألف من حجم الذرة. وأظهر التحليل أن الحركة تخضع للتوزيع الحراري: الإنتروبيا (مقياس الفوضى) انخفضت، لكنها لم تنعدم.

هذه التجربة هي خطوة نحو أرجوحات أشد برودة. وفي المستقبل، قد تصبح مستشعرات لـ الموجات الثقالية أو مجسات للمادة المظلمة. كما ستساعد في اختبار ميكانيكا الكم على أجسام تكاد تُرى بالعين المجردة.

هذه الأرجوحة أبرد من الخلفية الكونية بعد الانفجار العظيم (التي تبلغ حرارتها 2.7 كلفن). وهي في الواقع واحدة من أبرد الأجسام العيانية الاصطناعية.

تبريد جسم يكاد يُرى بالعين المجردة إلى حدود العالم الكمومي أشبه بمحاولة حبس «قطة شرودنغر» في المعدن والسيليكون، حيث تتباطأ التذبذبات لتصبح ارتعاشة جسيم وحيد.

العلماء
Jacob BekensteinStephen HawkingLudwig BoltzmannJames Clerk MaxwellRudolf ClausiusEdward Witten
المفاهيم
ميلي كلفن استشعار بالتبريد العميق رنان ميكروويف درجة حرارة تبريدية تبريد مغناطيسي درجة حرارة النيتروجين السائل التبريد كاشف فائق التوصيل زينون سائل دقة الرنان الضوئي الدقيق ضوضاء حرارية تبريد بالليزر مبرد كاشف سي إم إس ممتص صدمات الإدارة الحرارية للأغشية الرقيقة الصفر المطلق مستشعر القوة تبديد حراري إشارة الميكروويف