Tarptautinėje kosminėje stotyje yra mažytė, mažo šaldytuvo dydžio laboratorija, kuri gamina šalčiausius daiktus visatoje. Ji vadinama Šaltojo atomo laboratorija ir kurį laiką mokslininkai šią kamerą naudojo tirdami keistas kvantines atomų savybes mikrogravitacijoje. Tačiau trečiadienį (lapkričio 15 d.) jie paskelbė pasiekę svarbų etapą.
„Cold Atom Laboratory“, kurią nuotoliniu būdu valdo NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) Kalifornijoje komanda, oficialiai pagamino kvantines dujas, kuriose yra dviejų tipų atomai. Tai galiausiai galėtų atverti duris visiškai naujiems kosmoso eksperimentams kvantinėje chemijoje.
Medžiaga gali egzistuoti penkiose žinomose būsenose. Dujos, skysčiai, kietosios medžiagos ir plazma yra gerai žinomos, tačiau yra ir keista penktoji materijos būsena, kuri yra… Bose-Einstein kondensatoriuskuris pirmą kartą buvo atrastas 1990 m.
Tokios materijos būsenos gamtoje nėra, tačiau mokslininkai sugeba ją sukurti. Bose-Einšteino kondensatai generuojami kriogeninėse laboratorijose, tokiose kaip Šaltojo atomo laboratorija, kur lazeris arba magnetas padeda atvėsinti atomų debesį iki beveik absoliutaus nulio arba -459 laipsnių Farenheito (-273 laipsnių Celsijaus). Tai žemiausia įmanoma temperatūra visatoje. Tokiu atveju atomai sulėtėja, jų kraštai susilieja ir mokslininkai gali stebėti kvantinius efektus, kuriuos paprastai būtų labai sunku ištirti.
Susijęs: Antimedžiaga reaguoja į gravitaciją, kaip prognozavo Einšteinas, ir tai patvirtina pagrindinis CERN eksperimentas
Žemėje dėl gravitacijos Bose-Einstein kondensatai išsisklaido, kai tik eksperimento kameroje išjungiami magnetai arba ultrašalti lazeriai. Tačiau tai neatsitiktų kosmoso mikrogravitacinėje aplinkoje. Taip, mokslininkai Buvo sukurti Bose-Einstein kondensatai Pirmą kartą šaltojo atomo laboratorijoje 2018 m., tais metais, kai kamera buvo įrengta Tarptautinėje kosminėje stotyje. Ir į prieš metusJie tyrinėjo šį reiškinį su didele įtaka.
Tačiau dabar mokslininkai parodė, kad jie gali sukurti tokias kvantines dujas ne tik su vieno tipo atomais, bet ir su dviejų tipų atomais. Šiuo atveju jie pasiekė žygdarbį naudodami kalio ir rubidžio debesį. Reaktyvinio judėjimo laboratorijos duomenimis skelbimasBūsimas darbas su šio tipo kvantinėmis dujomis galėtų būti panaudotas siekiant padėti tobulinti Žemėje jau egzistuojančias kosmines kvantines technologijas.
„Mes galime pagaminti jutiklius, kurie yra labai jautrūs mažiems sukimams, ir iš esmės panaudoti šiuos šaltus Bose-Einstein kondensato atomus, kad sukurtume giroskopus“, – straipsnyje sakė Nicholas Bigelow, Ročesterio universiteto fizikos ir optikos profesorius. pareiškimas. Jis yra naujų radinių bendraautoris.
„Šie giroskopai galėtų suteikti mums fiksuotą atskaitos tašką erdvėje, kuris gali būti naudojamas navigacijai gilumoje erdvėje“, – sakė Bigelow. „Mes taip pat kuriame daugybę dalykų, kurie galėtų padėti sukurti geresnius laikrodžius kosmose, kurie yra būtini daugeliui šiuolaikinio gyvenimo dalykų, tokių kaip greitas internetas ir GPS.
Tyrėjai taip pat mano, kad būsimi eksperimentai šalto atomo laboratorijoje galėtų padėti jiems išbandyti lygiavertiškumo principą – pagrindinį Alberto Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos principą. Šis principas teigia, kad gravitacija turi veikti visus objektus vienodai, nepaisant jų masės. Kitaip tariant, plunksna ir plyta turėtų kristi tuo pačiu greičiu, bent jau vakuume, kur nėra trinties.
Mokslininkams buvo sunku išspręsti šį principą įstatymais Kvantinė mechanikaKuris apibūdina, kaip elgiasi mažiausi žinomi objektai visatoje. Galbūt jie galės tai tiksliau išbandyti kvantiniuose eksperimentuose erdvėje.
Straipsnis, kuriame išsamiai aprašomos šios išvados, buvo paskelbtas lapkričio 15 d. žurnale Nature.
„Analitikas. Kūrėjas. Zombių fanatikas. Aistringas kelionių narkomanas. Popkultūros ekspertas. Alkoholio gerbėjas”.
