Ученые создали уникальную микрогравитацию
на борту Международной Космическая станции и используют ее для исследования квантового мира.
Есть четыре состояния материи: газообразное, жидкое, твердое и плазма. Однако существует и пятое состояние материи,
Конденсат Бозе-Эйнштейна, который 25 лет назад впервые создан
учеными в лаборатории .
Когда группа атомов охлаждается почти до абсолюта нуля атомы начинают склеиваться вместе, они вели себя так, словно были одним большим "суператомом". Конденсаты Бозе-Эйнштейна оседлают
границах между повседневным миром, управляемым классической физикой и микроскопическим миром который следует правилам квантовая механика.
Из этих квантовых поведений, конденсата Бозе-Эйнштейна ученые могут приблизятся к пониманию работы квантовой механики, потенциально помогающей решать такие загадки, как создание "теории всего‘, что могло бы объяснить работу космоса от самых маленьких до самых больших масштабов.
Ученые теперь регулярно создают конденсаты Бозе-Эйнштейна в сотнях лабораторий по всему миру. Однако одно ограничение, которое стоит в путь этого исследования-гравитация. Суператомы необычайно хрупки, а установки используемые для их создания невероятно деликатны, поэтому притяжение гравитации, ощущаемое на Земле, может нарушить и то, и другое, что делает их сложными, для изучения.
Таким образом, исследователи разработали Холодную Атомную
Лабораторию (CAL), которая может генерировать конденсаты Бозе-
Эйнштейна в условиях микрогравитации найденной на орбите, на борту МКС. Запущенная в 2018 году Лаборатория холодного атома мала и требует небольшое количество энергии, поэтому она удовлетворяет ограничениям действующим на борту космической станции.
В то время как оборудование изначально требовавшееся для создания Конденсата Бозе-Эйнштейна на Земле занимает целая лаборатория, лаборатория холодного атома занимает только около 4 кубических метров и в целом потребляет в среднем 51 ватт мощности.
Используя лабораторию холодных атомов, исследователи в новом исследовании смогли увеличить количество времени для анализа частиц более чем на одну секунду. Для сравнения, здесь, на Земле, у ученых были только сотые доли секунды для выполнения той же задачи.