Cold Atom Lab laboratorija Tarptautinėje kosminėje stotyje
Tarptautinės kosminės stoties (TKS) astronautai aktyvavo atnaujintą Cold Atom Lab – laboratoriją, kuri atvėsina atomus iki temperatūrų, žemesnių už bet kokias natūralias Visatoje. Ši laboratorija, kurios dydis prilygsta mini šaldytuvui, pasiekia apie minus 273 °C, vos aukščiau absoliutaus nulio. Tokiose sąlygose rubidžio ir kalio atomai nustoja elgtis kaip įprasta medžiaga ir formuoja Bose-Einšteino kondensatą – penktąją materijos būseną, kurioje atomų debesis susilieja į vieną didelį kvantinį objektą ir elgiasi kaip banga.
Proceso subtilybės
Šis atvėsinimo procesas yra paradoksalus. Pirmiausia metalo juostelė įkaitinama iki 400 °C, kad būtų gautas dujos vakuuminėje kameroje. Tada šios dujos bombarduojamos lazeriais, kurių kiekvienas fotonas šiek tiek sulėtina atomus, atimdamas iš jų energiją. Sulėtintos dujos pagauna magnetinė gaudyklė, kuri beveik visiškai sustabdo jų judėjimą. Mikrogravitacijos sąlygomis šis atomų debesis nekrenta į kameros dugną, todėl bangos gyvuoja ilgiau ir auga didesnės nei bet kurioje žemės laboratorijoje.
Atnaujinimai ir moksliniai tikslai
Atnaujintas mokslinis modulis į TKS buvo pristatytas balandžio 11 d. per NG-24 krovininę misiją, o įrangą įdiegė astronautė Džesika Meir. Laboratorija į TKS buvo atgabenta 2018 m., o nuo tada tai jau ketvirtasis atnaujinimas. Nauja magnetinė gaudyklė gali keisti dujų debesų formą, o perdirbtos metalo juostelės tarnauja kaip jų šaltinis. Svarbiausia, kad modulis SM-3X gali sukurti kondensatus, penkis kartus didesnius nei ankstesni.
Laboratorijoje dirba penkios tarptautinės komandos, kurios tikrina Einšteino reliatyvumo principus, ieško būdų tyrinėti tamsiąją materiją ir energiją bei tobulina kvantinius prietaisus, skirtus būsimiems navigacijos, laiko sinchronizacijos ir gravitacijos matavimams Žemėje ir Mėnulyje. Pasak projekto vadovo Kamalo Udririo iš JPL, tai yra artimiausia, ką turime kvantinio pasaulio ribos valdymui.
Ateities perspektyvos
NG-24 yra paskutinė planuojama krovininė misija Cold Atom Lab. Todėl penkis kartus padidintas kondensatų dydis yra rezervas, su kuriuo laboratorija turės tęsti savo darbą orbitoje.
