「絶対零度以下の物質」作成に成功

熱状態における原子のエネルギー分布を示した図。上の青い球の分布はプラスの絶対温度（熱力学温度）、下の赤い球の分布はマイナスの絶対温度。Image: LMU/MPQ Munich

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ミュンヘン大学（LMU）の研究者らが、絶対零度より低温の量子気体をつくり出すことに成功した。



この超低温の物質は、レーザーと磁場を使ってカリウム原子を格子状に配列したものだ。論文は1月3日付けで『Science』誌に掲載された。



『Nature』誌の記事によると、研究チームは磁場を操作することで、カリウム原子を互いに反発しあうのではなく互いに引きつけあわせ、絶対零度以下における気体の特性を明らかにすることに成功したという。



「原子は、その最も安定した最も低エネルギーな状態から、可能な限り最も高エネルギーな状態へと瞬時に転換される」と、ミュンヘン大学の物理学者、ウルリッヒ・シュナイダーは『Nature』誌の取材に対して述べている。「谷間を歩いていたら、突然山頂に立っていることに気がついたような感じだ」



絶対零度は従来、温度の理論上の下限と考えられていた。温度は物質粒子の平均エネルギー量と相関しているため、絶対零度においては粒子のエネルギーもゼロだと考えられていた。



絶対零度を下回ると、物質はさまざまな奇妙な特性を示し始める。絶対零度を10億分の数ケルビン下回る温度で比較的安定した物質を生成できれば、この奇妙な状態の研究と解明が進み、うまくいけばほかの革新にもつながる可能性がある。



マサチューセッツ工科大学（MIT）の物理学者で、（極低温におけるボース＝アインシュタイン凝縮研究によって）ノーベル賞を受賞したヴォルフガング・ケターレは、今回の研究成果について『Nature』誌の取材に次のように述べている。「これを利用すれば、物質の新たな状態を実験室でつくり出すことができるかもしれない」。