NASA即将将地球上最冷的地方 - 冷原子实验室(CAL)启动到轨道上,宇航员将使用它来创建没有温度的前所未有的条件1亿次冷比空间的深度。
冷原子实验室将乘坐SpaceX火箭乘坐国际空间站,希望超冷的盒子在原子冷却到仅比绝对零以上的数十亿个学位时会揭示出奇怪的新物理。
“研究这些超冷原子可以重塑我们对物质和重力的基本性质的理解,”加州项目科学家罗伯特·汤普森(Robert Thompson)说,来自NASA的喷气推进实验室。
“我们将在冷原子实验室进行的实验将使我们深入了解重力和- 宇宙中一些最普遍的力量。”
如果您从未考虑过地球上最冷的地方,直到大约30秒前,NASA冷原子实验室是一个配备激光器,真空室和电磁的“刀”的冰胸部大小的盒子,可将颗粒缓慢至几乎一动不动。
该仪器仍处于建设的最后阶段,所以这个任务,定于八月推出,将是其第一个大考验。
该计划是在国际空间站上用气体颗粒填充冷原子实验室,在这里,独特的微重力环境将使研究人员能够观察到从未见过的量子现象,这些现象是无法在地球上检测到的。
特别感兴趣的是事物的异国情调形式- a原子变成神秘的波形,这些波形从未在冷原子实验室温度下观察到。
由于该状态的粘度为零,所以原子能够不摩擦移动,好像它们是一种固体物质一样,NASA解释了。
“如果您有超流量的水并在玻璃杯中旋转,它将永远旋转,”Anita Sengupta说,冷原子实验室项目经理。
“没有粘度可以减慢它并消散动能。如果我们能更好地理解超流体的物理学,我们可以学会使用这些物理,以进行更有效的能量传递。”
物理学家特别感兴趣,因为在这种状态下,规则切换来自古典物理学 - 例如爱因斯坦的理论- 量子物理学,物质开始行为不像粒子,更像波浪。
了解这一过渡是其中之一的关键现代物理中最大的开放问题- 当单独使用时,一般相对论和量子场理论可以分别解释宇宙中最大和最小的事物,但是没有任何物理学家能够将两者统一成备受解决方案。“一切理论”。
因此,物理学家希望凝视Bose-Einstein凝结了几天,但是由于地球的引力使维持这种异国情调的物质所必需的自由秋季状态迅速结束,因此通常只能观察到几秒钟的几个部分。
但是,在空间的微重力环境中,科学家应该能够对事物进行更大的视野 - NASA预测,他们能够在冷原子实验室中维持Bose -Einstein凝结物最多5到10秒在太空中。
这不仅可以帮助我们弄清楚是什么将经典物理和量子物理结合在一起,而且对Bose-Einstein冷凝物的更好理解可能会导致更准确的传感器,望远镜和航天器导航中使用的原子钟,甚至可以加快比赛的速度走向世界的第一个。
“就像伽利略的第一个望远镜中的新镜头一样,冷原子实验室中的超敏感的冷原子有可能解锁已知物理学边界以外的许多谜团,”卡马尔·瓦尔希里(Kamal Oudrhiri)说,Cal的副项目经理。
快点,八月 - 我们需要看到这件事正在行动!