Okazuje się, że tak. Wynika to z faktu, że bardzo często mianem “nic” czy “próżnia” określamy po prostu niewiarygodnie małą ilość czegoś. W większości przypadków występujących w życiu codziennym takie przybliżenie jest całkowicie uzasadnione. Sytuacja jednak zmienia się diametralnie, gdy prowadzi się badania naukowe na przykład w komorach próżniowych. Wtedy okazuje się, że “nic” bardzo często oznacza jednak “coś”. Aby osiągnąć odpowiedni poziom precyzji wykonywanych pomiarów, naukowcy muszą jak najdokładniej wiedzieć, co faktycznie oznacza “nic”, bowiem właśnie te pojedyncze atomy, które pozostają w pozornie pustej komorze próżniowej, mogą wpływać na wyniki prowadzonych w niej eksperymentów.
Przez ostatnie siedem lat zespół badaczy z Narodowego Instytutu Standardów i technologii (NIST) opracowywali specjalny system pomiaru ciśnienia wywoływanego przez pozostałości materii, które znajdują się w pozornie pustej komorze próżniowej. CAVS, czyli standard próżni zimnych atomów według jego twórców może stanowić podstawowy standard umożliwiający wykonywanie niewiarygodnie precyzyjnych pomiarów bez konieczności jego kalibracji.
W najnowszym artykule naukowym autorzy CAVS dowodzą, że nie tylko spełnia on standard pomiarów ultraniskiego ciśnienia, ale także przewyższa możliwościami dotychczas stosowane metody pomiaru ultraniskich ciśnień. Według twórców CAVS aktualnie to on stanowi prawdziwy standard dla wszystkich pomiarów tego typu.
Jak mierzyć pustkę?
Do pomiaru ciśnienia wykorzystuje się bardzo zimny gaz uwięziony w polu magnetycznym. W kierunku gazu kieruje się następnie wiązkę laserową, która powoduje jego świecenie. To właśnie poziom fluorescencji gazu zawiera w sobie informacje o tym, ile atomów znajduje się w polu magnetycznym.
W kolejnym kroku takie urządzenie pomiarowe umieszcza się w próżni. Kiedy atomy znajdujące się w próżni zaczną uderzać w uwięzione atomy, będą je wybijać z pola magnetycznego. Takie zderzenie automatycznie sprawia, że uwięziona w polu magnetycznym próbka zaczyna świecić coraz słabiej. To z kolei pozwala precyzyjnie ustalić, ile jeszcze atomów uniknęło zderzenia i pozostaje w polu magnetycznym, a to pozwala ustalić ciśnienie, jakie wytwarzają.
Naukowcy są zachwyceni nowym standardem. Według wielu CAVS spełnia nie tylko wszelkie oczekiwania prowadzonych obecnie eksperymentów, ale także w najbliższych latach, wraz z rozwojem technologii produkcji nowych procesorów będzie doskonale radził sobie w precyzyjnym ustalaniu ciśnienia próżni. Co więcej, urządzenie jest na tyle proste w użyciu, że w trakcie pomiarów naukowcy pozostawiali je bez nadzoru i wracali po kilku godzinach, aby tylko odczytać wynik.
Nauka jest, jak widać, przewrotna. Zdolność do coraz precyzyjniejszego mierzenia “niczego”, może bowiem się przekładać na odkrywanie nowych właściwości “czegoś”, a to już stanowi esencję prawdziwej nauki opisującej otaczającą nas rzeczywistość.