La bordul Stației Spațiale Internaționale se află un laborator minuscul de dimensiunea unui frigider mic care face unele dintre cele mai reci lucruri din univers. Se numește Laboratorul de Atomi Rece și de ceva timp, oamenii de știință folosesc această cameră pentru a investiga proprietățile cuantice ciudate ale atomilor în microgravitație. Dar miercuri (15 noiembrie), au anunțat că au atins o piatră de hotar.
Operat de la distanță de o echipă de la Jet Propulsion Laboratory (JPL) al NASA din California, Cold Atom Laboratory a produs oficial un gaz cuantic care conține două tipuri de atomi. Acest lucru ar putea deschide în cele din urmă ușa către experimente spațiale complet noi în chimia cuantică.
Materia poate exista în cinci stări cunoscute. Gazele, lichidele, solidele și plasma sunt cele bine cunoscute, dar există și o stare a cincea ciudată a materiei, care este… Condensator Bose-Einsteincare a fost descoperit pentru prima dată în anii 1990.
Această stare a materiei nu se găsește în natură, dar oamenii de știință sunt capabili să o creeze. Condensații Bose-Einstein sunt generați în laboratoare criogenice precum Cold Atom Laboratory, unde un laser sau un magnet ajută la răcirea unui nor de atomi până aproape de zero absolut sau -459 grade Fahrenheit (-273 grade Celsius). Aceasta este cea mai rece temperatură posibilă din univers. În acest caz, atomii încetinesc, marginile lor se amestecă împreună, iar oamenii de știință pot observa efecte cuantice care în mod normal ar fi foarte greu de investigat.
Legate de: Antimateria răspunde gravitației așa cum a prezis Einstein, iar acest lucru este confirmat de experimentul major CERN
Pe Pământ, gravitația face ca condensatele Bose-Einstein să se disipeze imediat ce magneții sau laserele ultrareci din camera de experiment sunt oprite. Dar acest lucru nu s-ar întâmpla în mediul microgravitațional al spațiului. Așa, savanți S-au creat condens Bose-Einstein În laboratorul de atom rece pentru prima dată în 2018, anul în care camera a fost instalată pe Stația Spațială Internațională. Si in cu ani în urmăEi au studiat acest fenomen cu mare influență.
Dar acum, cercetătorii au arătat că pot crea un astfel de gaz cuantic nu doar cu un tip de atom, ci cu două tipuri de atomi. În acest caz, au realizat isprava folosind un nor de potasiu și rubidiu. Potrivit Jet Propulsion Laboratory publicitateLucrările viitoare cu acest tip de gaz cuantic ar putea fi folosite pentru a ajuta la avansarea tehnologiilor cuantice spațiale care există deja pe Pământ.
„Putem realiza senzori care sunt foarte sensibili la rotații mici și, în esență, folosim acești atomi reci din condensatele Bose-Einstein pentru a face giroscoape”, a spus Nicholas Bigelow, profesor de fizică și optică la Universitatea din Rochester, într-un articol. afirmație. El este un coautor al noilor descoperiri.
„Aceste giroscoape ne-ar putea oferi un punct de referință fix în spațiu, care poate fi folosit pentru navigarea în spațiul adânc”, a spus Bigelow. „Dezvoltăm, de asemenea, o serie de lucruri care ar putea duce la ceasuri mai bune în spațiu, care sunt esențiale pentru multe lucruri din viața modernă, cum ar fi internetul de mare viteză și GPS-ul.”
Cercetătorii cred, de asemenea, că experimentele viitoare într-un laborator cu atom rece i-ar putea ajuta să testeze principiul echivalenței, un principiu fundamental în teoria relativității generale a lui Albert Einstein. Acest principiu prevede că gravitația ar trebui să afecteze toate obiectele în același mod, indiferent de masa lor. Cu alte cuvinte, pana și cărămida ar trebui să cadă în același ritm, cel puțin în vid, unde nu există frecare.
Oamenii de știință au avut dificultăți în rezolvarea acestui principiu prin legi Mecanica cuanticăCare descrie modul în care se comportă cele mai mici obiecte cunoscute din univers. Ei ar putea fi capabili să-l testeze mai precis în experimente cuantice în spațiu.
O lucrare care detaliază aceste descoperiri a fost publicată pe 15 noiembrie în revista Nature.
„Organizator. Scriitor general. Prieten al animalelor de pretutindeni. Specialist în cultură pop. Expert în internet amator. Explorator.”