美国宇航局即将在太空中使用激光创造宇宙中最冷的温度
(美国宇航局/iGoal 动画)
为了寻求更冷的温度,美国宇航局正在向国际空间站发送一台装置,该装置将创造一个比太空真空温度低一亿倍的地方。
它被称为冷原子实验室,这是 Orbital ATK 天鹅座火箭上冰箱大小的有效载荷,它将帮助科学家观察超冷原子的奇怪量子特性。
激光和磁铁的组合将用于冷却和减慢原子云的温度至仅高于绝对零(也称为零开尔文(-273.15 摄氏度或-459.67 华氏度))。
绝对零是宇宙中最冷的温度 - 并且不可能实现,因为在那一点上,原子停止移动。
但冷原子实验室(CAL)可以将原子云冷却到绝对零以上的百万分之一度,这导致它们移动极其缓慢,表现出微观量子现象。
这些云被称为。它们可以在地球上创造,但有一个问题——重力。它对原子的作用非常快,减少了它们的自由落体时间,因此只能观察到它们几分之一秒。
国际空间站上的微重力环境将克服这一重大问题,使地球上的科学家能够远程操作设备来观察原子长达 10 秒。
这将是我们观测玻色-爱因斯坦凝聚体的最长距离,而且遥遥领先。
这有几个科学好处。因为玻色-爱因斯坦凝聚态是所谓的超流体——一种粘度为零的流体——这将帮助我们更好地理解它们。
JPL 的 CAL 项目经理 Anita Sengupta 表示:“如果你有超流体水并在玻璃杯中旋转它,它就会永远旋转”去年说。
“没有粘度可以减慢速度并耗散动能。如果我们能够更好地理解超流体的物理原理,我们就有可能学会利用它们来更有效地传递能量。”
它还可以帮助推进,以及设备,例如超导量子干涉装置,,以及激光冷却原子钟。它可以允许观察前所未见的量子现象。
它甚至可以帮助检测和理解,未知的力量加速宇宙的膨胀。
“研究这些超冷原子可以重塑我们对物质和重力基本性质的理解,”JPL 的 CAL 项目科学家 Robert Thompson 说道。
“我们将在冷原子实验室进行的实验将使我们深入了解引力和暗能量——宇宙中一些最普遍的力量。”
冷原子实验室并不是天鹅座上前往国际空间站的唯一科学有效载荷。
火箭还将携带手持六分仪测试紧急星导航(不要与六分仪,使用的突破性技术作为引导星);和生物分子测序技术,用于对国际空间站上发现的微生物进行测序。
这发射已定世界标准时间 5 月 21 日星期一 08:39。