通過周一(5月21日)在國際空間站進行的一項實驗表明,美國航空航天局(NASA)計劃將一個小盒子送上國際空間站,并以此制造出宇宙中最冷的點,這個小盒子被稱為“冷原子物理實驗室”。
冷原子物理實驗室(CAL)是由美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)設計和建造的一個物理研究機構,能將氣體原子的能量消除,使其保持在極低溫的狀態(tài),其狀態(tài)接近絕對零度。
一旦原子在冷原子實驗室里降到足夠低的溫度,就會形成獨特的“超流體”物質狀態(tài),稱為玻色-愛因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate)。
NASA官員說,在地球引力的作用下,自由進化的原子的速度無法讓物理學家們細致地觀察它們,因此科學家們幾乎沒有機會研究它們的量子特性。
然而,在微重力環(huán)境下的空間站上,情況卻大不相同。如果沒有地球引力的影響,這些原子的速度會比其他任何地方都慢,在一個“像冰一樣的”隔間里使用激光和磁力。
在5月10日的新聞發(fā)布會上,加州噴氣推進實驗室的項目經理兼工程師羅伯特⋅肖特威爾(Robert Shotwell)在一次新聞發(fā)布會上說:“激光能使原子減速。”
根據NASA的一項概述,在使用CAL研究原子的量子活動時,物理學家將能夠更好地了解原子在這些極端溫度下的行為。
在冷卻原子后,CAL自動將它們裝入弱磁阱,在那里研究人員可以研究在不同的量子態(tài)。并且在這個極端的溫度下,研究人員可以觀察BECs的量子特性和行為長達10秒。
這聽起來可能不是很長時間,但與地球上的觀測時間相比,這已經很長了。
“研究這些超冷原子可以重塑我們對物質的理解。”噴氣推進實驗室的加州項目科學家羅伯特⋅湯普森在一份聲明中說。