كشف علماء المناخ سر أبرد مكان معروف على سطح الأرض، وهو هضبة شرق القارة القطبية الجنوبية، حيث تسجل درجات حرارة تصل إلى 98 درجة مئوية تحت الصفر خلال الليل القطبي الذي يغرق المنطقة في ظلام تام لشهور طويلة في منتصف الشتاء.

هذه المنطقة النائية تعد واحدة من أكثر البقاع inhospitable على الكوكب وقد شهدت سابقا انخفاضا شديدا سجلته محطة فوستوك الروسية بلغ 89.2 درجة تحت الصفر عام 1983، ما يجعلها صحراء جليدية قاحلة شبه خالية من أي شكل من أشكال الحياة.

دراسة حديثة أجراها باحثون من المركز الوطني لبيانات الثلوج والجليد في جامعة كولورادو ببولدر، استخدمت بيانات جمعت بين عامي 2004 و2016 لتحديد المناطق الأكثر برودة بدقة.

وتبين أن أعلى أجزاء الهضبة، الواقعة على ارتفاع يتراوح بين 3,800 و4,050 مترا فوق مستوى سطح البحر، هي الأكثر عرضة لهذه البرودة القصوى وتعزى هذه الظاهرة إلى وجود دوامة قطبية قوية تعمل كجدار هوائي غير مرئي يحبس الهواء البارد داخل القارة، مما يسمح بانخفاض درجات الحرارة إلى مستويات قياسية.

ورغم أن هذه الهضبة تعد الأبرد على الأرض طبيعيا، فإن ما يحدث داخل المختبرات يتجاوز ذلك بكثير ففي عام 2021، نجح فريق ألماني في تسجيل أبرد درجة حرارة في التاريخ عبر تبريد غاز إلى 38 بيكو كلفن، أي قريب للغاية من الصفر المطلق (-273.15°C).

وقد تم ذلك من خلال إسقاط 100,000 ذرة روبيديوم داخل فخ مغناطيسي مثبت أعلى برج يبلغ ارتفاعه 110 أمتار، ما أدى إلى تكوين ما يعرف بـ تجمع بوز–أينشتاين؛ وهي حالة كمومية تتحرك فيها آلاف الذرات كوحدة واحدة شبحية.

أثناء الهبوط، تمدد التجمع الذري وازدادت برودته خلال ثانيتين فقط، وهي فترة زمنية قصيرة لكنها كافية لدراسة سلوك المادة في درجات حرارة لا يمكن للطبيعة تحقيقها.

عند هذه المستويات من البرودة، تصبح حركة الذرات شبه معدومة، وتبدأ القوانين الفيزيائية التقليدية في الانهيار لصالح ظواهر كمومية غريبة ويتيح ذلك للعلماء فهماً أعمق لطبيعة المادة، ويفتح الباب أمام تطبيقات مستقبلية في فيزياء الكم والطاقة والتقنيات المتقدمة.

تُظهر هذه الاكتشافات مدى اتساع نطاق درجات الحرارة الممكنة بين البيئة الطبيعية والتجارب العلمية فهي رحلة تبدأ من هضاب جليدية تعيش في الظلام القطبي، وتنتهي في مختبرات تدفع حدود العلم إلى ما وراء الممكن.

وتؤكد هذه الدراسات أن فهمنا للمادة والحرارة لا يزال في بدايته، وأن المستقبل يحمل المزيد من الاكتشافات المثيرة في عالم الفيزياء والظواهر الكمومية.