Лаборатория холодного атома НАСА делает гигантский скачок для квантовой науки

Голд атом лаб

В этом месяце (июнь 2020) исполняется 25 лет с тех пор, как ученые впервые создали пятое состояние вещества, которое обладает исключительными свойствами, совершенно не похожими на твердые вещества, жидкости, газы и плазму. Это достижение получило Нобелевскую премию и изменило физику.Новое исследование в журнале Nature основано на этом наследии.

Прорыв НАСА

В июле 2018 года ЛХА НАСА стала первой установкой для производства этого пятого состояния вещества, называемого конденсатом Бозе-Эйнштейна (БЭК), на орбите Земли. Лаборатория холодной физики на Международной космической станции, Лаборатория холодного атома, охлаждает частицы до ультрахолодных температур, чтобы изучить их основные физические свойства способами, которые были бы невозможны на Земле.

Теперь команда миссии сообщает о деталях запуска и эксплуатации этой уникальной лаборатории, а также о своем прогрессе в достижении долгосрочной цели использования микрогравитации для освещения новых возможностей квантового мира.

На рисунке вверху изображены шесть точно настроенных лазеров.

Нажимайте на картинки для увеличения!

На иллюстрации этого художника показано шесть тонко настроенных лазеров, используемых для замедления атомов внутри Лаборатории холодного атома НАСА(ЛХА), которая охлаждает их почти до абсолютного нуля.

Это интересно:  Самый длинный подвесной пешеходный мост в мире

Знаете ли вы это или нет, квантовая наука затрагивает нашу жизнь каждый день. Квантовая механика относится к разделу физики, который фокусируется на поведении атомов и субатомных частиц, и она является фундаментальной частью многих компонентов многих современных технологий, включая сотовые телефоны и компьютеры, которые используют волновую природу электронов в кремнии.

Хотя первые квантовые явления наблюдались более века назад, ученые все еще изучают эту сферу нашей вселенной.

Даже начиная с того времени, когда были созданы первые конденсаты Бозе-Эйнштейна, физики осознали, как работа в космосе может обеспечить большие преимущества при изучении этих квантовых систем», — сказал Дэвид Авелин, член научной группы ЛХА в Лаборатории реактивного движения НАСА. в Южной Калифорнии. «Было несколько целенаправленных демонстраций в этом отношении, но теперь, благодаря непрерывной работе Лаборатории холодного атома, мы показываем, что можно много выиграть, проводя эти длительные эксперименты день за днем на орбите».

Как вы охладите атомы до почти абсолютного нуля или температуры, при которой они  должны полностью перестать двигаться?Члены команды NASA Cold Atom Lab объясняют это.

Это интересно:  Самые удивительные научные исследования 2019-2020 года

Холоднее, чем холод

Чем холоднее атомы, тем медленнее они движутся и тем легче им учиться. Ультрахолодные атомы, такие как Cold Atom Lab, охлаждают микрочастицы с точностью до доли градуса выше абсолютного нуля или до температуры, при которой они теоретически полностью прекращают движение.

Охлаждение атомов также является единственным способом получения конденсата Бозе-Эйнштейна. Ученые производят БЭК в вакууме, поэтому на Земле они притягиваются под действием силы тяжести и быстро падают на пол камеры, обычно ограничивая время наблюдения до секунды. С невесомостью космической станции BEC могут плавать, мало чем отличаясь от астронавтов на борту. Внутри ЛХА это означает более длительное время наблюдения.

В отличие от твердых веществ, жидкостей, газов и плазмы, БЭК не образуются естественным путем. Они служат ценным инструментом для квантовых физиков, потому что все мелкие частицы в БЭК имеют одинаковую квантовую идентичность, поэтому они в совокупности проявляют свойства, которые обычно отображаются только отдельными атомами или субатомными частицами. Таким образом, БЭК делают эти микроскопические характеристики видимыми в макроскопическом масштабе.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ-ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ! НАЖМИ НА КНОПКУ НИЖЕ!

Напишите комментарий

Please enter your comment!
Please enter your name here