NASA запустило оновлену квантову лабораторію Cold Atom Lab на борту МКС. У мікрогравітації вчені можуть проводити експерименти, які неможливо відтворити на Землі.
Про це пише SciTechDaily.
Головне завдання Cold Atom Lab — охолоджувати атоми хімічних елементів до екстремально низьких температур, нижчих за -237 °C. У такому стані частинки майже повністю втрачають енергію руху.
За цих умов атоми об’єднуються в особливу структуру — конденсат Бозе-Ейнштейна. Фізики називають його п’ятим агрегатним станом матерії після твердого тіла, рідини, газу та плазми.
У цьому стані великі скупчення атомів поводяться як одна квантова хвиля. Саме це дозволяє вивчати фундаментальні закони квантової механіки.
Процес запуску експерименту складається з кількох етапів. Спочатку вчені нагрівають металеві смуги рубідію або калію до температури близько 400 °C, щоб створити щільний газ у вакуумній камері.
Потім у роботу вступають лазери спеціальної частоти. Вони сповільнюють рух атомів і різко знижують температуру середовища.
На фінальному етапі атоми утримуються магнітною пасткою. Там вони проходять остаточне охолодження, поки не досягають майже повного стану спокою.
На Землі гравітація швидко руйнує стабільність таких квантових хмар. У космосі цей процес триває значно довше, що дозволяє отримувати точніші дані.
Завдяки цьому вчені можуть проводити надточні вимірювання часу, гравітаційних коливань і просторового руху.
Оновлення Cold Atom Lab стало вже четвертою модернізацією з моменту запуску лабораторії у 2018 році. Нове обладнання доставили на МКС комерційною вантажною місією.
Інженери повністю змінили конструкцію магнітної пастки. Це дозволило змінювати форму квантових газових хмар і створювати стабільніше середовище для експериментів.
Зараз із лабораторією працюють п’ять міжнародних наукових груп. Оновлений комплекс стане базою для розробки технологій так званої “Квантової революції 2.0”.
Отримані результати можуть допомогти у створенні високоточних інтерферометрів, космічних навігаційних систем, датчиків гравітаційного поля Землі та Місяця, а також нових інструментів для дослідження законів Всесвіту.
Керує всіма процесами команда Лабораторії реактивного руху NASA у Каліфорнії дистанційно.