NASA 创造了相当于太空真空 100 亿倍的冷点
美国宇航局刚刚带到国际空间站的装置将利用激光和磁力创造一个比太空低 1 亿倍的冷点。
|
CAL将在国际空间站上创造一个接近绝对零度的冷点。图片：美国国家航空航天局。 |
据悉，科学家昨天将冷原子实验室（CAL）发射到国际空间站（ISS），创造比真空低 100 亿倍的温度，以研究原子的奇特量子行为。福克斯新闻CAL是由美国宇航局位于美国加利福尼亚州的喷气推进实验室（JPL）设计和建造的一个冰箱大小的物理研究设施。
CAL 将使用激光和磁铁将国际空间站上的原子云冷却至接近绝对零度（约 -273.15 摄氏度）的超低温。昨天运往国际空间站的货运任务搭载了包括 CAL 在内的多台实验仪器。据 NASA 称，研究人员每天最多可以使用 CAL 进行 6.5 小时的远程实验，无需宇航员协助。
这些超冷原子云被称为玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC），其中的原子温度极低，以至于它们的运动速度极其缓慢。在地球引力作用下，BEC中的原子运动速度极快，以至于物理学家无法在极短的时间内观察到它们，因此几乎没有机会研究它们的量子特性。
但在国际空间站的微重力环境下，情况有所不同。脱离地球引力后，原子的速度可以通过类似冰箱的腔室中的激光和磁力来减慢。喷气推进实验室（JPL）的CAL项目经理兼工程师罗伯特·肖特韦尔（Robert Shotwell）表示，激光会减慢原子的速度，将其冷却到“略高于绝对零度”。
利用CAL研究量子活动，物理学家可以更好地理解原子在极端温度下的行为，这是物理学一百多年来的核心课题。冷却原子后，CAL会自动将它们引入弱磁阱中进行研究。当原子被固定住时，团队可以观察它们在各种量子态和相互作用下的状态。在这些极端温度下，研究人员可以观察BEC长达10秒。
JPL项目科学家罗伯特·汤普森表示：“研究超冷原子可能会改变我们对物质和引力基本性质的理解。我们将利用CAL进行的实验将使我们深入了解引力和暗能量，它们是宇宙中最普遍存在的两种力量。”
