НАСА создает холодную точку, в 10 миллиардов раз превышающую вакуум в космосе

Ученые создадут температуры в 10 миллиардов раз холоднее вакуума, чтобы сосредоточиться на странном квантовом поведении атомов, когда вчера они запустят Лабораторию холодных атомов (CAL) на Международную космическую станцию ​​(МКС), сообщаетФокс Ньюс. CAL — это физический исследовательский центр размером с холодильник, разработанный и построенный Лабораторией реактивного движения НАСА (JPL) в Калифорнии, США.

CAL будет использовать лазеры и магниты для охлаждения облаков атомов на борту МКС до ультранизких температур, близких к абсолютному нулю (около -273,15 градуса Цельсия). Вчерашний грузовой корабль, доставленный на МКС, доставил несколько экспериментальных приборов, включая CAL. По данным НАСА, исследователи могут проводить эксперименты с CAL дистанционно, без помощи астронавтов, до 6,5 часов в день.

Эти ультрахолодные атомные облака, известные как конденсаты Бозе-Эйнштейна (КБЭ), содержат атомы настолько холодные, что движутся невероятно медленно. Под действием гравитации Земли атомы в КБЭ движутся настолько быстро, что физики не могут наблюдать их дольше доли секунды, что оставляет мало возможностей для изучения их квантовых свойств.

Но в условиях микрогравитации МКС всё иначе. В условиях отсутствия земного тяготения скорость атомов можно замедлить с помощью лазеров и магнитных сил в камере, напоминающей холодильник. Лазеры замедляют атомы, охлаждая их «до температуры чуть выше абсолютного нуля», говорит Роберт Шотвелл, руководитель проекта CAL и инженер JPL.

Используя CAL для изучения квантовой активности, физики могут лучше понять поведение атомов при экстремальных температурах, что является центральной темой физики уже более 100 лет. После охлаждения атомов CAL автоматически заманивает их в слабую магнитную ловушку для изучения. Пока атомы неподвижны, учёные могут наблюдать их в широком диапазоне квантовых состояний и взаимодействий. При таких экстремальных температурах исследователи могут наблюдать КБЭ до 10 секунд.

«Изучение ультрахолодных атомов может изменить наше понимание материи и фундаментальной природы гравитации», — сказал Роберт Томпсон, научный сотрудник проекта в Лаборатории реактивного движения. «Эксперименты, которые мы проведём с помощью CAL, дадут нам понимание гравитации и тёмной энергии, двух самых распространённых сил во Вселенной».