05.21 比太空温度低100亿倍!NASA将利用太空激光创造宇宙中最冷的温度

为了寻找更冷的温度,美国国家航空航天局(NASA)正在向国际空间站发送一种设备,它将创造出比太空真空更冷100亿倍的地方。

比太空温度低100亿倍!NASA将利用太空激光创造宇宙中最冷的温度

它被称为“冷原子实验室”(Cold Atom Laboratory),它的有效载荷大约相当于在轨道ATK的天鹅座(Cygnus)火箭上的一个冰柜大小,它将帮助科学家观察超冷原子的奇异量子特性。

激光和磁体的组合将被用来冷却和减缓原子云的温度,使其在绝对零度之上,也被称为“0开尔文”(-273.15摄氏度或-459.67华氏度)。

绝对零度是宇宙中最冷的温度,而且是不可能达到的,因为在那一刻,原子停止运动。

但是,冷原子实验室(CAL)可以将原子云冷却到绝对零度以上10亿度的十分之一,这使得它们的移动极其缓慢,呈现出微观的量子现象。

这些云被称为玻色-爱因斯坦凝聚体。它们可以在地球上被创造出来,但是有一个引力。它迅速向下拖动,所以只能观察到一小部分。

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国际空间站上的微重力环境将克服这一重大问题,允许地球上的科学家远程操作这些设备以观察10秒钟内的原子。

这将是我们迄今为止观测到玻色-爱因斯坦凝聚的最长时间。

这有几个科学的好处。因为玻色-爱因斯坦凝聚体被称为超流体——一种零粘度的流体——它将帮助我们更好地理解它们。

“如果你有超流体,并在玻璃中旋转,它就会永远旋转,”喷气推进实验室的项目经理Anita Sengupta说。

“没有粘性可以减慢它的速度,并且消耗动能。”如果我们能更好地理解超流体的物理原理,我们就可以学会利用它们来更有效地传递能量。

它还可以帮助提高超导性,以及超导量子干涉器件、量子计算机和激光冷却原子钟等设备。它可以观察到前所未见的量子现象。

它甚至可以帮助探测和理解暗能量,未知的力量加速宇宙的膨胀。

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“研究这些超冷原子可能重塑我们对物质的理解和重力的基本性质,”喷气推进实验室的CAL项目科学家Robert Thompson说。

“我们将用冷原子实验室做的实验将让我们深入了解重力和暗能量——宇宙中一些最普遍的力量。”

冷原子实验室并不是在天鹅座上的国际空间站唯一的科学有效载荷。

火箭还将携带一个手持的六分仪来测试紧急导航星导航(不要与六分仪混淆,这是一种利用脉冲星作为导航星的突破性技术);以及生物分子测序技术,用于在ISS上发现的测序微生物。

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