美国宇航局科学家将在宇宙中创造最酷的地方

时间：2021-11-26 10:25:04 来源：

艺术家的原子芯片的概念，供美国国家航空航天局的寒冷原子实验室（Cal）（Cal）在国际空间站上使用。Cal将使用激光将原子冷却到超薄温度。

美国宇航局科学家们计划通过将气体原子冷冻到绝对零的程度的亿万的大亿日，在国际空间站造成国际空间站的最酷位置。

今年夏天，冰箱大小的盒子将飞往国际空间站，在那里它将在宇宙中创造最酷的地方。

在该盒子里面，激光器，真空室和电磁“刀”将用于抵消气体颗粒的能量，减慢它们，直到它们几乎可以动态。这套乐器被称为寒冷的原子实验室（CAL），由加利福尼亚省帕萨迪纳的NASA的喷气机推进实验室开发。CAL是在JPL的最终阶段，前面是在SPACKX CRS-12上乘坐这座8月的空间。

其仪器旨在冻结气体原子，仅为绝对零的程度。这比空间深处更冷的超过1亿次。

“学习这些超冷原子可以重塑我们对物质的理解和重力的基本性，”罗伯特·罗伯普森·罗伯普斯·罗伯普森说。“与寒冷的原子实验室一起做的实验将使我们深入了解重力和黑暗能源 - 宇宙中的一些最普遍的力量。”

当原子被冷却到极端温度时，它们将在Cal内部，它们可以形成明显的物质状态，称为Bose-Einstein冷凝物。在这种状态下，熟悉的物理规则退出和量子物理开始接管。可以观察到物质的表现不那样颗粒，更像波。一排原子彼此同时移动，好像他们骑着移动的织物一样。这些神秘的波形从未在温度下看到的那么低，因为CAL将实现。

美国宇航局从未在太空中创造或观察到的Bose-Einstein凝结物。在地球上，重力引起原子以持续朝向地面，这意味着它们通常仅为一秒钟的分数观察到。

但在国际空间站，超冷原子可以在自由落体中保持较长的态度形式。这为科学家提供了更长的窗口，以了解其最基本的物理。汤普森估计，CAL将允许Bose-Einstein冷凝物可观察到最多五到10秒; CAL上使用的技术的未来发展可能让它们持续数百秒。

Bose-Einstein缩合物是一种“超流” - 一种浓度粘度的流体，其中原子移动而不会摩擦，好像它们都是固体物质一样。

“如果你有Superfluid水并在玻璃杯里旋转，它将永远旋转，”寒冷Atom Lab项目经理Anita Sengupta表示。“没有粘度才能减缓并散发动能。如果我们能够更好地了解超流体的物理，我们可能会学会使用那些更有效的能量转移。“

五个科学团队计划使用寒冷的原子实验室进行实验。其中包括科罗拉多大学，博尔德和国家标准与技术研究院的埃里克康奈尔。康奈尔是诺贝尔奖获奖者之一，在1995年的实验室环境中首先创建了Bose-Einstein凝聚液之一。

这些实验的结果可能导致许多改进技术，包括航天器导航中使用的传感器，量子计算机和原子钟。

特别是令人兴奋的是与CAL副项目经理JPL的Kamal Oudrhiri表示相关的应用程序。他指出，目前的宇宙学型宇宙模型将宇宙叠加为大约27％的暗物质，68％的黑能量和普通问题约5％。

“这意味着即使是我们目前的所有技术，我们仍然百分之百的宇宙中，”Oudrhiri说。“就像伽利略第一望远镜的一个新镜头一样，寒冷的原子实验室的超敏感的寒冷原子有可能解锁许多超越已知物理前沿的奥秘。”

寒冷的Atom实验室目前正在进行测试阶段，该阶段将在佛罗里达州Cape Canaveral之前准备它。

“我们在接下来的几个月内完成的测试对于确保我们可以在空间中可以远程运行和调整它，并且最终从这个富有的原子物理系统到来，多年来，”Dave Aveline，测试 - 床头铅在JPL。

JPL正在开发寒冷的Atom实验室，由NASA在休斯顿的Johnson Space Center国际空间站计划赞助。

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