國際空間站的科學家將進行一個實驗,以創建宇宙中最冷的地方。
冷原子實驗室
研究人員將使用稱為Cold Atom實驗室(CAL)的手提箱大小的設備的空間真空創造的溫度比空間真空的溫度低100億倍。地面上的科學家將遠程執行所有實驗,而CAL將會不需要ISS機組人員的任何幫助。
該設備由NASA的Jet推進實驗室在加利福尼亞州設計和製造,它將冷卻接近Absolute Zero的原子云,最低溫度。
CAL實驗的目標
該實驗旨在幫助研究人員在超低溫度下研究原子的行為。在這些非常寒冷的溫度下,原子聚集在一起形成所謂的玻色網凝結物(BEC)。既不是固體,液體也不是氣體的異國物質可以幫助科學家觀察量子力學的世界,量子力學的世界描述了物質在最小的尺度上的行為。
“在這些低溫下,原子幾乎沒有運動,允許科學家研究在較高溫度下難以或不可能探測的基本行為和量子特徵,” NASA說。
該實驗是在ISS的微重力進行的,因為可以達到比當地可能的溫度更低的溫度。微重力還可以使科學家在更長的時間內觀察冷原子云。
“在地球上,自由發展的BEC被重力吸引拖到了下來,通常只能在一秒鐘內觀察到一秒鐘說。 “在空間站的微重力環境中,每個自由發展的BEC都可以觀察到長達10秒鐘。”
潛在應用
研究結果可能會導致技術的改進。它可能會加快發展強大的量子計算機。這些下一代超級計算機承諾使用當今可用的最複雜的常規計算機來解決目前無法解決的問題的能力。
強大而穩定的量子機在現場具有潛力密碼學並在建模複雜的化學過程中。量子計算也可能導致材料和藥物的重要突破。
CAL實驗還可以幫助研究人員改善航天器導航中使用的傳感器和原子鐘。
“冷原子用於原子鐘,這使我們能夠以令人難以置信的準確性測量時間,”說加州項目科學家羅伯特·湯普森(Robert Thompson),來自NASA的JPL。 “在GP中使用原子鐘來測量地球上的位置,並將信號傳播需要多長時間。”