Universets koldeste kubikmeter: Seks millikelvin i 15 dage

Godt gemt væk under et halvandet kilometer højt bjergmassiv i det centrale Italien finder man Gran Sasso-laboratoriet, hvor fysikere fra alverdens lande holder sig travlt beskæftigede med et væld af videnskabelige eksperimenter.

Nu har forskerne ved Cuore-eksperimentet sat en ny kulderekord, for de har nedkølet en kobberbeholder med et rumfang på en kubikmeter til en temperatur på seks millikelvin – seks tusindedele af en grad over det absolutte nulpunkt, lig med minus 273,144 grader celsius.

Så koldt har så stort et volumen eller så stor en masse aldrig været før, og da så lave temperaturer så vidt vides ikke opstår naturligt, var den italienske kubikmeter den koldeste i det kendte univers i de 15 døgn, eksperimentet stod på. Det skriver det italienske nationale institut for kernefysik, INFN, i en pressemeddelelse.

I andre laboratorier rundt omkring på kloden kommer temperaturen rutinemæssigt endnu tættere på det absolutte nulpunkt, men her er det kun ganske små objekter, der nedkøles. Så er det muligt at komme et godt stykke under en nanokelvin, en milliardtedel af en grad over det absolutte nulpunkt.

Formålet med Cuore-eksperimentet er at forsøge at observere et neutrinoløst dobbelt betahenfald – en hypotetisk proces, hvor en atomkerne henfalder på en måde, så der udsendes to elektroner og ikke andet.

Det kan kun lade sig gøre, hvis neutrinoen er sin egen antipartikel, og hvis det er tilfældet, kommer fysikerne tættere på en forklaring på, hvorfor universet rummer meget mere stof end antistof.

Forskernes kulderekord med den tomme kobberbeholder var en generalprøve på neutrinoforsøget, hvor 1.000 tellurdioxid-krystaller skal omgives af instrumenter og pakkes ind i bly, hvorefter hele molevitten med en samlet masse på næsten to ton skal fryses ned til få millikelvin.

Kun på den måde kan fysikerne sikre sig mod støj, der kan ligne det neutrinoløse dobbelte betahenfald, som de så gerne vil måle.