[摘要]目前,美國宇航局科學(xué)家計(jì)劃發(fā)送一個(gè)小盒子至國際空間站,建立宇宙中最寒冷的溫度,達(dá)到絕對零度之上約十億分之一度。
一個(gè)小盒子裝配著激光器、真空艙和一把電磁刀,這個(gè)小盒子叫做“寒冷原子實(shí)驗(yàn)室”,將發(fā)送到國際空間站建立宇宙最低溫度。
騰訊太空訊 據(jù)英國每日郵報(bào)報(bào)道,一個(gè)小盒子將不久發(fā)射國際空間站,創(chuàng)建宇宙中最寒冷的地方。這個(gè)盒子里放置著激光器、真空艙和“電磁刀”,這把電磁刀能夠消除氣體粒子能量,從而冷卻原子至宇宙最冷溫度,比深太空溫度低1億倍。
這個(gè)小盒子被稱為“寒冷原子實(shí)驗(yàn)室(CAL)”,一旦這些原子在其中冷卻,它們將形成一種獨(dú)特的“超流體”物質(zhì)狀態(tài),叫做“玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)”。寒冷原子實(shí)驗(yàn)室將在美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室中建立,目前現(xiàn)已進(jìn)入最后的裝配階段,計(jì)劃今年8月份由SpaceX公司CRS-12補(bǔ)給任務(wù)發(fā)送到國際空間站。
該設(shè)備可冷卻氣體原子至絕對零度之上約十億分之一度,噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室CAL項(xiàng)目科學(xué)家羅伯特-湯普森(Robert Thompson)說:“研究這些超冷原子將重新有助于我們理解物質(zhì)和引力的基本屬性,寒冷原子實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)將有助于我們深入洞悉引力和暗能量,暗能量遍布存在于宇宙之中。”
在這一極端溫度下,原子將形成“玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)”,該狀態(tài)下冷凝物是具有零黏度的超流體,將使原子無摩擦地移動(dòng),好像它們都是一種固體物質(zhì)。它們觀測結(jié)果更像波,而不是粒子,它們排列移動(dòng),每個(gè)粒子看上去像“神秘波形”。據(jù)悉,在此之前美國宇航局從未觀測到如此低的溫度。
美國宇航局從未在太空中建立或者觀測到如此低的溫度,在地球上引力作用的存在意味著觀測時(shí)間非常短暫。在國際空間站的微重力下,這些原子能夠保持較長時(shí)間的波形狀態(tài),從而使科學(xué)家擁有較長的時(shí)間觀察它們的行為。
研究人員預(yù)測稱,寒冷原子實(shí)驗(yàn)室將使冷凝物的觀測時(shí)間延伸5-10秒,未來這一觀測時(shí)間或?qū)⒀娱L至數(shù)百秒。噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室寒冷原子實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目主管安尼塔-森古普塔(Anita Sengupta)說:“如果把超流體水放在一個(gè)杯子中旋轉(zhuǎn),那么它將永遠(yuǎn)地旋轉(zhuǎn),因?yàn)闆]有摩擦力減緩并驅(qū)散這些動(dòng)能?!?/p>
如果我們能更好地理解超流體物理屬性,將能更好地理解超流體的物理性質(zhì),利用這些特性更高效地傳輸能量。據(jù)悉,五支研究小組參與這項(xiàng)實(shí)驗(yàn),其中包括:美國科羅拉多大學(xué)科學(xué)家埃里克-康奈爾(Eric Cornell),他在1995年實(shí)驗(yàn)室首次創(chuàng)造出玻色-愛因斯坦凝聚態(tài),而獲得了諾貝爾物理獎(jiǎng)。
目前,寒冷原子實(shí)驗(yàn)室將有助于改良傳感器、量子計(jì)算機(jī)和宇宙導(dǎo)航的原子時(shí)鐘,同時(shí),還將為揭曉神秘暗能量提供重要線索。(悠悠/編譯)
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