為了達到最低的溫度,美國宇航局上周向國際空間站發送了一個裝置,該裝置將製造出比宇宙真空的溫度還要度低100億倍的低溫。

它被稱為冷原子實驗室(CAL),是Orbital ATK公司的運載火箭、天鵝座號上一個冰盒大小的科學載荷,它將幫助科學家觀察超冷原子奇異的量子特性。

如果想製造出超低溫,現有的主要技術為激光冷卻和蒸發冷卻,而CAL 利用激光、電磁來消除氣體粒子動能,直至趨近不動,使之極其接近絕對零度——也被稱為零開爾文(-273.15攝氏度或-459.67華氏度)。


絕對零度是宇宙中最冷的溫度——並且是不可能實現的溫度,因為那時圍繞原子的電子都將停止運動。

但冷原子實驗室可以將原子云冷卻到比絕對零度高十億分之一度,這使原子的運動變得異常緩慢,呈現出微觀量子現象。

這些雲被稱為玻色—愛因斯坦凝聚體。它們也可以在地球上創建出來。但因為引力的影響,它們受重力會急速地坍塌,所以只能在幾分之一秒內被觀察到。

國際空間站的微重力環境將克服這一巨大阻礙,使地球上的科學家能夠遠程操作設備,實現長達10秒鐘的波色凝聚。

這是我們觀察到的玻色—愛因斯坦凝聚體的時間最長的一次。

這無疑為科學發展帶來了益處。因為玻色—愛因斯坦凝聚體是所謂的超流體—一種粘度為零的流體,太空實驗會幫助我們更好地掌握它們的特性。

NASA 噴射推進實驗室(JPL)的主管Anita Sengupta在去年表示:“如果你有超流體,倒在玻璃杯了裡選擇它,它就會永遠旋轉下去。如果我們能更好地理解超流體的物理性質,我們就可以使用這些技術來更有效地傳遞能量,不會有粘性造成動能損耗。”

它還可以提高材料的超導性,以及用作超導量子的干涉器件,量子計算機和激光冷卻原子鐘等器件。它允許我們觀察到前所未見的量子現象。

它甚至可以幫助檢測和理解暗能量,就是這種未知的力量使我們的宇宙加速擴張。

“研究這些超冷原子可以重塑我們對物質以及重力的基本性質的理解。”CAL項目的科學家Robert Thompson說,“我們與冷原子實驗室共同完成的其他實驗,將讓我們了解重力和暗能量——宇宙中最普遍的力。”

冷原子實驗室並不是天鵝座號火箭送往國際空間站的唯一科學載荷。

火箭還將攜帶手持六分儀來測試緊急恆星導航操作(不要與SEXTANT混淆,SEXTANT是以脈衝星為引導星的開創性的技術);還有生物分子測序技術的裝置,用於對國際空間站上發現的微生物進行基因測序。

發射時間是上週5月21日星期一08:39 UTC。





【文章參考】 煎蛋網
【文章翻譯】 majer
【文章整理】 AICL

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