通過周一(5月21日)在國際空間站進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明,美國航空航天局(NASA)計(jì)劃將一個(gè)小盒子送上國際空間站,并以此制造出宇宙中最冷的點(diǎn),這個(gè)小盒子被稱為“冷原子物理實(shí)驗(yàn)室”。
冷原子物理實(shí)驗(yàn)室(CAL)是由美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)設(shè)計(jì)和建造的一個(gè)物理研究機(jī)構(gòu),能將氣體原子的能量消除,使其保持在極低溫的狀態(tài),其狀態(tài)接近絕對(duì)零度。
一旦原子在冷原子實(shí)驗(yàn)室里降到足夠低的溫度,就會(huì)形成獨(dú)特的“超流體”物質(zhì)狀態(tài),稱為玻色-愛因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate)。
NASA官員說,在地球引力的作用下,自由進(jìn)化的原子的速度無法讓物理學(xué)家們細(xì)致地觀察它們,因此科學(xué)家們幾乎沒有機(jī)會(huì)研究它們的量子特性。
然而,在微重力環(huán)境下的空間站上,情況卻大不相同。如果沒有地球引力的影響,這些原子的速度會(huì)比其他任何地方都慢,在一個(gè)“像冰一樣的”隔間里使用激光和磁力。
在5月10日的新聞發(fā)布會(huì)上,加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目經(jīng)理兼工程師羅伯特⋅肖特威爾(Robert Shotwell)在一次新聞發(fā)布會(huì)上說:“激光能使原子減速。”
根據(jù)NASA的一項(xiàng)概述,在使用CAL研究原子的量子活動(dòng)時(shí),物理學(xué)家將能夠更好地了解原子在這些極端溫度下的行為。
在冷卻原子后,CAL自動(dòng)將它們裝入弱磁阱,在那里研究人員可以研究在不同的量子態(tài)。并且在這個(gè)極端的溫度下,研究人員可以觀察BECs的量子特性和行為長達(dá)10秒。
這聽起來可能不是很長時(shí)間,但與地球上的觀測(cè)時(shí)間相比,這已經(jīng)很長了。
“研究這些超冷原子可以重塑我們對(duì)物質(zhì)的理解。”噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的加州項(xiàng)目科學(xué)家羅伯特⋅湯普森在一份聲明中說。