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美国宇航局的研究人员计划在已知的宇宙中创造最冷的地方

时间：2021-09-14 17:25:09 来源：

一个新的四分钟ScienceCast视频探讨了NASA新型冷炎实验室的奇怪量子境界，该地方的研究人员计划在已知的宇宙中创造最冷的地方。


ScienceCast：Universenasa研究人员中最酷的
位置计划在国际空间站内创建已知的宇宙中最冷的地方。该器件称为寒冷的Atom实验室，可以发现新的物质形式和新的量子现象。

每个人都知道空间很冷。在恒星和星系之间的巨大海湾中，气态的温度常规下降到3℃，或低于零华氏度的454度。

这即将变冷。

美国宇航局的研究人员正计划在国际空间站内的已知宇宙中创造最冷的地方。

“我们将在远远低于自然的温度下学习问题，”罗姆普森的JPL罗姆普森说。他是美国宇航局寒冷的炎热原子实验室的项目科学家，是2016年发射发射的原子“冰箱”。“我们的目标是将有效的气温推到100微克 - 克尔文。”

100 Pico-kelvin仅在绝对零度的程度上仅为10亿亿天，在理论上是原子的所有热活性。在这种低温下，固体，液体和气体的普通概念不再相关。原子在零能量的阈值上方相互作用，产生基本上量子的新形…式。

量子力学是物理学的分支，描述了奇异的光明规则，并在原子鳞片上的物质。在那个领域，物质可以同时在两个地方;物体表现为粒子和波浪;没有任何东西是肯定的：量子世界在概率上运行。

这是使用寒冷的原子实验室的研究人员进入这个奇怪的领域。

“我们开始，”汤普森说，“通过研究Bose-Einstein凝聚液。”

1995年，研究人员发现，如果你拿过几百万铷原子并将它们冷却到绝对的零附近，他们将合并成一股物质。伎俩也用钠。2001年，科罗拉多大学国家标准与技术研究所的Eric康奈尔和科罗拉多大学的Carl Wieman与麻省理工学院的博尔邦·凯特勒共享诺贝尔奖，以便他们对这些凝聚液的独立发现，阿尔伯特爱因斯坦和萨蒂安德拉·鲍德在20世纪初预测。

如果你创造了两个becs并把它们放在一起，他们不会像普通气体一样混合。相反，它们可以“干扰”像波：薄，并行物质层由薄层空间分开。其中一个atom可以在另一个的原子中加入原子，并产生 - 没有原子。

“寒冷的atom实验室将使我们可以在可能的最低温度下研究这些物体，”汤普森说。

实验室也是研究人员可以混合超级酷原子气体的地方，看看会发生什么。“不同类型原子的混合物几乎完全没有扰动，”汤普森解释说，“允许我们对非常弱的相互作用进行敏感的测量。这可能导致对有趣和新的量子现象的发现。“

空间站是该研究的最佳选择。微匍匐允许研究人员将材料冷却至温度冷却比在地面上的温度更冷。

汤普森解释了为什么：

“当气体膨胀时，热力学的基本原则是，它很酷。我们大多数人都有动手的经验。如果你喷出一罐气溶胶，可能会变冷。“

量子气体以相同的方式冷却。然而，代替气溶胶可以，我们有一个“磁陷阱”。

“在ISS上，这些陷阱可以变得非常薄弱，因为它们不必支撑原子以防止重力。弱陷阱允许气体扩展和冷却至较低的温度，而不是在地面上。“

没有人知道这项基本研究会领导的地方。即使是汤普森 - 量子传感器，物质波干涉仪和原子激光器所列出的“实用”应用，只是为了命名几种声音，如科幻小说。“我们正在进入未知数，”他说。

像汤普森一样的研究人员认为寒冷的原子实验室是一个门口进入量子世界。门可以挥动两种方式吗？如果温度足够低，我们将能够将原子波包组装为人类的头发 - 这足以让人眼看到。“量子物理学的生物将进入宏观世界。

然后真正的兴奋开始了。

图像：美国宇航局


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