Международная космическая станция скоро станет самым холодным местом в известной вселенной

Вакуум пространства может стать довольно холодным, но Международная космическая станция (МКС) скоро станет еще холоднее. NASA отправляет новое оборудование, которое сделает одну крошечную часть станции примерно в 10 миллиардов раз холоднее, чем снаружи. Когда он работает и работает, лаборатория Cold Atom (CAL) станет самым холодным местом в известной вселенной.

Эксперименты на Земле охладили образцы до чрезвычайно низких температур, но в обычной комнате можно так много всего сделать. Когда вы приближаетесь к абсолютному нулю - самой холодной температуре, а точка, в которой все движение останавливается - лучистое тепло из окружающей среды удерживает магическое число только вне досягаемости. Ученые полагают, что CAL сможет приблизиться, как никогда ранее, к абсолютному нулю, и обнаружение его на борту МКС позволит изучать жуткие квантовые свойства Вселенной.

CAL использует магнитные поля для приостановки отсчетов, позволяя лазерам охлаждать их до фракций абсолютного нуля. Это -459.67 градусов по Фаренгейту (-273.15 градусов Цельсия или 0 кельвинов). Изучение атомов при температурах около абсолютного нуля позволяет ученым понять и проверить свои квантовомеханические свойства. Атомы почти не имеют энтропии, поэтому квантовые состояния продолжаются дольше и сталкиваются с меньшими помехами окружающей среды.

В частности, исследователи заинтересованы в производстве бозе-эйнштейновских конденсатов. Это состояние материи, в котором атомы занимают одно и то же низкоэнергетическое квантовое состояние и ведут себя как одна волна, а не частицы. Эксперименты на Земле могут производить конденсаты Бозе-Эйнштейна (ученые выиграли Нобелевскую премию 2001 года в области физики за их создание), но гравитация заставляет их опускаться на дно контейнера и рассеиваться. На орбите эти волны могут длиться до 10 секунд.

Эта среда также будет способствовать формированию физики Ефимова, связанной с квантовыми взаимодействиями трех групп частиц. При почти абсолютном нуле могут быть получены молекулы, состоящие из трех атомов, которые значительно больше и легче изучаются, чем обычно.

НАСА завершило разработку и строительство CAL всего за несколько лет, используя все готовые аппаратные средства и программное обеспечение. Тем не менее, это сложный аппарат, требующий обширного тестирования. Первоначально CAL планировалось перейти на МКС в начале 2017 года, но испытания неудач в Лаборатории реактивного движения НАСА вызвали задержки в миссии. Точная дата поставки не установлена, но ожидается, что она будет в течение следующих нескольких месяцев.

Читать далее