Получены первые результаты ультрахолодного эксперимента на МКС — Naked Science
31.07.2018
6 минут
Редакция
94

Получены первые результаты ультрахолодного эксперимента на МКС

Спустя два месяца после прибытия на Международную космическую станцию лаборатории для создания самой холодной точки во Вселенной, ученые сообщили о первых успешных экспериментах.

coldatomlab1

В конце мая на МКС была установлена лаборатория NASA Cold Atom Laboratory (CAL), которая сейчас производит облака ультрахолодных атомов, также известных как конденсаты Бозе – Эйнштейна. Эти конденсаты достигают температур чуть выше абсолютного нуля – точки, в которой атомы теоретически полностью прекращают двигаться. Это первый раз, когда конденсаты Бозе – Эйнштейна производят на орбите.

 

CAL представляет собой многопользовательское помещение, предназначенное для изучения фундаментальных законов природы посредством ультрахолодных квантовых газов в условиях микрогравитации. Холодные атомы – это долговечные, точно контролируемые квантовые частицы, предоставляющие идеальную платформу для изучения квантового феномена и потенциального применения квантовых технологий. Лаборатория NASA – первая в своем роде в космосе. Она предназначена для улучшения точности измерений гравитации, исследования давних проблем с квантовой гравитацией (изучение Вселенной в самых малых масштабах) и исследования волнообразной природы материи.

 

«Работа эксперимента с конденсатами Бозе – Эйнштейна на космической станции – это сбывшаяся мечта, – говорит ученый CAL и физик Лаборатории реактивного движения NASA Роберт Томпсон. – Это был долгий и сложный путь, но он стоил всех испытаний потому, что теперь мы сможем сделать столько всего с этой лабораторией».

 

На графике показано изменение плотности атомного облака в процессе охлаждения до все более низких температур (слева направо) и приближения к абсолютному нулю. Появление острого пика на последнем изображении подтверждает формирование конденсата Бозе – Эйнштейна / CAL/NASA

 

На прошлой неделе ученые CAL подтвердили, что им удалось произвести конденсаты Бозе – Эйнштейна из атомов рубидия на температурах, достигающих 100 нанокельвинов (одна десятимиллионная кельвина выше абсолютного нуля, абсолютный ноль – ноль кельвинов – равняется минус 459 градусам по Фаренгейту или минус 273 градусам по Цельсию). Это даже холоднее средней температуры в космосе, которая составляет примерно 3 кельвина. Но ученые CAL нацелились на гораздо более низкие значения и намереваются достичь температур ниже, чем любой из экспериментов с конденсатами Бозе – Эйнштейна, проведенных на Земле.

 

На таких ультрахолодных температурах атомы в бозе-конденсате начинают вести себя отлично от всего, что есть на Земле. Более того, конденсаты Бозе – Эйнштейна считаются пятым состоянием материи, отличным от газов, жидкостей, твердых веществ и плазмы. В бозе-конденсате атомы ведут себя скорее как волны, нежели как частицы. Волновая природа атомов обычно наблюдается только в микроскопических масштабах, но конденсаты Бозе – Эйнштейна делают этот феномен макроскопическим, а значит – более доступным для изучения. Все ультрахолодные атомы достигают самого низкого энергетического состояния, принимают одну и ту же волновую функцию и становятся неотличимыми друг от друга. Вместе они образуют атомное облако, становясь одним «сверхатомом», нежели отдельными атомами.

 

Помимо атомов рубидия для создания бозе-конденсатов, команда CAL работает над созданием таковых из двух разных изотопов атомов калия. На данный момент, лаборатория находится на этапе ввода в эксплуатацию, во время которого операционная группа проводит длительную серию тестов для полного понимания работы CAL в условиях микрогравитации.

Нашли опечатку? Выделите фрагмет и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

Позавчера, 13:27
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

12 часов назад
25 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

Вчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

Позавчера, 13:27
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

23 января
8 минут
Мария Азарова

Специалисты подтвердили, что очагом возникновения инфекции стал оптовый рынок в городе Ухань, где продавали не только морепродукты, но и животных, в том числе змей и летучих мышей. Именно они могли быть источниками опасного коронавируса.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: