Noch näher an den absoluten Nullpunkt kommt man heran, wenn man die magnetischen Kernmomente eines Metalls so schnell abkühlt, dass kein Wärmeaustausch zwischen den Atomkernen und der Elektronenwolke stattfinden kann. Das Teilsystem der Atomkerne kann durch dieses „Schockgefrieren“ durchaus unter ein milliardstel Grad an den absoluten Nullpunkt heran abkühlen, während die Elektronenwolke wärmer bleibt. Der Rekord, aufgestellt bei der Suche nach der kernmagnetischen Ordnung im Element Rhodium, liegt hier derzeit bei 250 Pikokelvin beziehungsweise einem Viertel Nanokelvin.
Da die Zeit, in der sich das thermische Gleichgewicht zwischen Atomkernen und Elektronen einstellt, mehrere Stunden betragen kann, lässt sich dem System der Atomkerne näherungsweise eine Temperatur zuordnen. Aber das ist schon fast wieder eine philosophische Frage, denn eigentlich ist die Temperatur nur für einen Gleichgewichtszustand definiert.
Die Suche nach dem immer Kälteren geht weiter
Strehlow ist überzeugt, dass die Erforschung tiefster Temperaturen längst nicht abgeschlossen ist und es noch unendlich viele Temperaturdekaden zu erobern gibt. Dabei spielen sich in dem nur schwer vorstellbaren Bereich zwischen einem millionstel und einem tausendstel Kelvin genauso viele physikalische Phänomene ab wie beispielsweise im Bereich zwischen einem und tausend Kelvin.
„Die Leistung der Tieftemperaturphysik wird erst deutlich, wenn wir uns vor Augen führen, dass wir Materie hundert Millionen mal kälter als unsere Umgebung machen können“, sagt Strehlow. „Aber können wir Materie hundert Millionen mal wärmer machen als unsere Umgebung und sie bei diesen extremen Temperaturen untersuchen? Bestimmt nicht!“
PTB maßstäbe / Anne Hardy
Stand: 29.10.2010
