What is the coldest thing in the world? - Lina Marieth Hoyos

1,450,303 views ・ 2018-07-10

TED-Ed


Za predvajanje videoposnetka dvakrat kliknite na spodnje angleške podnapise.

Translator: Jonathan Rebetz Reviewer: Polona Ramšak
00:06
The coldest materials in the world aren’t in Antarctica.
0
6716
3681
Najhladnejše snovi na svetu niso na Antarktiki.
00:10
They’re not at the top of Mount Everest
1
10397
2124
Niso na vrhu Mont Everesta
00:12
or buried in a glacier.
2
12521
1855
ali zakopane v ledenik.
00:14
They’re in physics labs:
3
14376
1521
So v fizikalnih laboratorijih:
00:15
clouds of gases held just fractions of a degree above absolute zero.
4
15897
4485
so oblaki plinov, ki jih ohranjajo le delček stopinje nad absolutno ničlo.
00:20
That’s 395 million times colder than your refrigerator,
5
20382
4985
To je 395-milijonkrat hladneje kot vaš hladilnik,
00:25
100 million times colder than liquid nitrogen,
6
25367
2706
100-milijonkrat hladneje kot tekoči dušik
00:28
and 4 million times colder than outer space.
7
28073
3167
in 4-milijonkrat hladneje kot vesolje.
00:31
Temperatures this low give scientists a window into the inner workings of matter,
8
31240
4661
Tako nizke temperature dajo znanstvenikom vpogled v notranje delovanje snovi
00:35
and allow engineers to build incredibly sensitive instruments
9
35901
3536
in omogočijo inženirjem, da sestavijo izjemno občutljive instrumente,
00:39
that tell us more about everything
10
39437
1855
ki nam povedo več o vsem
00:41
from our exact position on the planet
11
41292
1838
od našega točnega položaja na planetu
00:43
to what’s happening in the farthest reaches of the universe.
12
43130
3005
do tega, kaj se dogaja v najbolj oddaljenih kotičkih vesolja.
00:46
How do we create such extreme temperatures?
13
46135
2793
Kako pa ustvarimo tako ekstremne temperature?
00:48
In short, by slowing down moving particles.
14
48928
3061
Na kratko, tako da upočasnimo premikajoče se delce.
00:51
When we’re talking about temperature, what we’re really talking about is motion.
15
51989
3962
Ko govorimo o temperaturi, v resnici govorimo o gibanju.
00:55
The atoms that make up solids,
16
55951
1765
Atomi, ki so gradniki trdnih snovi, tekočin in plinov
00:57
liquids,
17
57716
742
00:58
and gases
18
58458
880
00:59
are moving all the time.
19
59338
1531
se nenehno premikajo.
01:00
When atoms are moving more rapidly, we perceive that matter as hot.
20
60869
4747
Ko se atomi snovi premikajo hitreje, dojemamo snov kot vročo.
01:05
When they’re moving more slowly, we perceive it as cold.
21
65616
3531
Ko se premikajo počasneje, jo dojemamo kot hladno.
01:09
To make a hot object or gas cold in everyday life,
22
69147
3416
Da ohladimo vroč predmet ali plin v vsakdanjem življenju,
01:12
we place it in a colder environment, like a refrigerator.
23
72563
3397
ga postavimo v hladnejše okolje, na primer v hladilnik.
01:15
Some of the atomic motion in the hot object is transferred to the surroundings,
24
75960
4538
Nekaj gibanja atomov v vročem predmetu se prenese v okolje
01:20
and it cools down.
25
80498
1753
in predmet se ohladi.
01:22
But there’s a limit to this:
26
82251
1537
Ampak pri tem obstaja omejitev.
01:23
even outer space is too warm to create ultra-low temperatures.
27
83788
4077
Celo vesolje je pretoplo, da bi ustvarilo ultra nizke temperature.
01:27
So instead, scientists figured out a way to slow the atoms down directly –
28
87865
4958
Namesto tega so se znanstveniki spomnili načina, da atome upočasnijo neposredno -
01:32
with a laser beam.
29
92823
1381
z laserskim žarkom.
01:34
Under most circumstances,
30
94204
1547
Pod običajnimi pogoji
01:35
the energy in a laser beam heats things up.
31
95751
2713
energija v laserskem žarku stvari segreje.
01:38
But used in a very precise way,
32
98464
2069
Ampak če jo uporabimo zelo natančno,
01:40
the beam’s momentum can stall moving atoms, cooling them down.
33
100533
4280
lahko žarkova gibalna količina ovira premikajoče se atome in jih ohlaja.
01:44
That’s what happens in a device called a magneto-optical trap.
34
104813
4590
To se zgodi v napravi, ki ji rečemo magnetno-optična past.
01:49
Atoms are injected into a vacuum chamber,
35
109403
2551
Atomi so vstavljeni v vakuumsko komoro,
01:51
and a magnetic field draws them towards the center.
36
111954
3461
kjer jih magnetno polje vleče proti središču.
01:55
A laser beam aimed at the middle of the chamber
37
115415
2675
Laserski žarek, namerjen v sredo komore,
01:58
is tuned to just the right frequency
38
118090
2533
je nastavljen na ravno pravo frekvenco,
02:00
that an atom moving towards it will absorb a photon of the laser beam and slow down.
39
120623
5547
da bo atom, ki se premika proti njemu, iz žarka absorbiral foton in se upočasnil.
02:06
The slow down effect comes from the transfer of momentum
40
126170
2919
Učinek upočasnitve izhaja iz prenosa gibalne količine
02:09
between the atom and the photon.
41
129089
2019
med atomom in fotonom.
02:11
A total of six beams, in a perpendicular arrangement,
42
131108
3100
Šest žarkov, razporejenih pravokotno,
02:14
ensure that atoms traveling in all directions will be intercepted.
43
134208
4167
poskrbi, da bodo prestreženi atomi, ko potujejo v kateri koli smeri.
02:18
At the center, where the beams intersect,
44
138375
2643
V središču, kjer se žarki stikajo,
02:21
the atoms move sluggishly, as if trapped in a thick liquid —
45
141018
3822
se atomi premikajo počasi, kot da bi bili ujeti v gosto tekočino.
02:24
an effect the researchers who invented it described as “optical molasses.”
46
144840
5084
To je učinek, ki so ga njegovi izumitelji opisali kot "optična melasa".
02:29
A magneto-optical trap like this
47
149924
2391
Takšnale magnetno-optična past
02:32
can cool atoms down to just a few microkelvins —
48
152315
3090
lahko ohladi atome na samo nekaj mikrokelvinov:
02:35
about -273 degrees Celsius.
49
155405
3380
to je približno -273 stopinj Celzija.
02:38
This technique was developed in the 1980s,
50
158785
2824
To tehniko so razvili v osemdesetih
02:41
and the scientists who'd contributed to it
51
161609
2304
in znanstveniki, ki so pri projektu pomagali,
02:43
won the Nobel Prize in Physics in 1997 for the discovery.
52
163913
4018
so za svoje odkritje dobili leta 1997 Nobelovo nagrado za fiziko.
02:47
Since then, laser cooling has been improved to reach even lower temperatures.
53
167931
4820
Od takrat so lasersko hlajenje izboljšali, da zdaj dosegajo še nižje temperature.
02:52
But why would you want to cool atoms down that much?
54
172751
3239
Ampak zakaj bi sploh želeli atome tako zelo ohladiti?
02:55
First of all, cold atoms can make very good detectors.
55
175990
3796
Prvič, hladni atomi zelo dobro zaznavajo.
02:59
With so little energy,
56
179786
1744
S tako malo energije
03:01
they’re incredibly sensitive to fluctuations in the environment.
57
181530
3431
so izredno občutljivi na nihanja v okolju.
03:04
So they’re used in devices that find underground oil and mineral deposits,
58
184961
4601
Uporabljajo se torej v napravah, ki iščejo podzemna nahajališča nafte in mineralov,
03:09
and they also make highly accurate atomic clocks,
59
189562
2641
in pa tudi v izjemno natančnih atomskih urah,
03:12
like the ones used in global positioning satellites.
60
192203
2890
kot tistih, ki jih najdemo v GPS satelitih.
03:15
Secondly, cold atoms hold enormous potential
61
195093
3059
Drugič, hladni atomi imajo izreden potencial
03:18
for probing the frontiers of physics.
62
198152
2091
za preizkušanje meja fizike.
03:20
Their extreme sensitivity makes them candidates
63
200243
2419
Zaradi izredne občutljivosti se lahko uporabljajo
03:22
to be used to detect gravitational waves in future space-based detectors.
64
202662
4638
za zaznavanje gravitacijskih valov v prihodnjih detektorjih v vesolju.
03:27
They’re also useful for the study of atomic and subatomic phenomena,
65
207300
4324
Ravno tako so uporabni za preučevanje atomskih in subatomskih pojavov,
03:31
which requires measuring incredibly tiny fluctuations in the energy of atoms.
66
211624
4270
kar zahteva merjenje izjemno majhnih nihanj v energiji atomov.
03:35
Those are drowned out at normal temperatures,
67
215894
2152
Ta se spregledajo pri normalni temperaturi atomov,
ko atomi brzijo naokrog s hitrostjo več sto metrov na sekundo.
03:38
when atoms speed around at hundreds of meters per second.
68
218046
3044
03:41
Laser cooling can slow atoms to just a few centimeters per second—
69
221090
4175
Lasersko hlajenje lahko atome upočasni do le nekaj centimetrov na sekundo -
03:45
enough for the motion caused by atomic quantum effects to become obvious.
70
225265
3857
dovolj, da postane očitno tisto gibanje, ki ga povzročijo atomski kvantni efekti.
03:49
Ultracold atoms have already allowed scientists to study phenomena
71
229122
4477
Ultrahladni atomi so znanstvenikom že omogočili študij pojavov,
03:53
like Bose-Einstein condensation,
72
233599
2551
kot je Bose-Einsteinovo kondenzacija,
03:56
in which atoms are cooled almost to absolute zero
73
236150
3481
v kateri se atomi ohladijo skoraj do absolutne ničle
03:59
and become a rare new state of matter.
74
239631
2569
in zavzamejo redko novo agregatno stanje.
04:02
So as researchers continue in their quest to understand the laws of physics
75
242200
3591
Medtem, ko se raziskovalci trudijo,
da bi razumeli fizikalne zakone in razkrili skrivnosti vesolja,
04:05
and unravel the mysteries of the universe,
76
245791
2134
04:07
they’ll do so with the help of the very coldest atoms in it.
77
247925
4236
jim bodo pri tem pomagali najhladnejši atomi, ki v vesolju obstajajo.
O tej spletni strani

Na tem mestu boste našli videoposnetke na YouTubu, ki so uporabni za učenje angleščine. Ogledali si boste lekcije angleščine, ki jih poučujejo vrhunski učitelji z vsega sveta. Z dvoklikom na angleške podnapise, ki so prikazani na vsaki strani z videoposnetki, lahko predvajate videoposnetek od tam. Podnapisi se pomikajo sinhronizirano s predvajanjem videoposnetka. Če imate kakršne koli pripombe ali zahteve, nam pišite prek tega obrazca za stike.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7