國際空間站的冷原子實驗室“有望成為已知宇宙中最冷的地方”
據外媒SlashGear報導,在國際空間站上,物理學家曾在一個獨特的實驗室里工作,創造了一種玻色–愛因斯坦凝聚(Bose–Einstein condensate)的物質狀態。有了這種量子物質,科學家將能夠進一步探索量子物理學的廣闊宇宙。本週《自然》雜誌的一篇研究論文發布的原理證明結果顯示,這個冷原子實驗室可以“成功地利用空間的微重力,應該可以讓科學家創造出在地球上不可能出現的現象”。
根據《自然》的說法,這個冷原子實驗室“有望成為已知宇宙中最冷的地方”。1月,美國宇航局(NASA)的宇航員Christina Koch和Jessica Meir 在實驗室安裝了一個原子乾涉儀。5月,由於保持社會距離規則,這個遠程操作的冷原子實驗室是美國唯一運行的冷原子實驗室。
“大多數量子物理學家都會說冷原子實驗很酷,”NASA噴氣推進實驗室的CAL任務經理Kamal Oudrhiri說,“但要想讓它們更酷,你必須把它們帶到太空。”
玻色–愛因斯坦凝聚是玻色子原子在冷卻到接近絕對零度所呈現出的一種氣態的、超流性的物質狀態。當粒子凝聚成奇異的宏觀量子物體時,它們為科學家打開了研究奇異行為的大門。由於這種凝聚是在微重力下(而不是在地球引力附近)進行的,因此分散需要的時間要長得多。這就為研究上述凝聚留出了時間。
為了使這個實驗室成為“已知宇宙中最冷的地方”,國際空間站上的研究人員需要在極低的溫度下製造出持續5秒的玻色–愛因斯坦凝聚。到目前為止,他們已經在絕對零度以上200萬億分之一的溫度下製造出持續一秒多的玻色–愛因斯坦凝聚。未來,他們希望能降到絕對零度以上20萬億分之一的溫度–這是有史以來最冷的實驗。