國際空間站實(shí)驗(yàn)室在通往已知宇宙中最冷實(shí)驗(yàn)室的路上測試成功

在國際空間站上，物理學(xué)家們在一個獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)造了玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)。有了這些量子物質(zhì)，科學(xué)家們將能夠進(jìn)一步(和更好)探索量子物理學(xué)的廣闊宇宙。本周發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上的一篇研究論文中，該原理證明的結(jié)果表明，這個冷原子實(shí)驗(yàn)室能夠“成功地利用太空的微重力，使科學(xué)家能夠創(chuàng)造出在地球上不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象。”

按照自然規(guī)律，這個冷原子實(shí)驗(yàn)室“將成為已知宇宙中最冷的地方”。今年1月，NASA宇航員克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)和杰西卡·梅爾(Jessica Meir)在實(shí)驗(yàn)室安裝了一個原子干涉儀。今年5月，由于的社交距離規(guī)則，這個遠(yuǎn)程操作的CAL(冷原子實(shí)驗(yàn)室)成為了美國唯一可運(yùn)行的冷原子實(shí)驗(yàn)室。

“大多數(shù)量子物理學(xué)家會說冷原子實(shí)驗(yàn)很酷，”加州帕薩迪納噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人Kamal Oudrhiri說，“但要讓它們更酷，你必須把它們帶到太空?！?/p>

玻色-愛因斯坦凝聚是由將原子云冷卻到接近絕對零度而形成的。當(dāng)粒子聚合成單個的宏觀量子物體時，它們?yōu)榭茖W(xué)家研究奇異行為打開了大門。因?yàn)檫@種凝結(jié)是在微重力下發(fā)生的(而不是在近地球的重力下)，所以分散的時間要長得多。這就給了研究上述冷凝物的時間。

為了讓這個實(shí)驗(yàn)室成為“已知宇宙中最冷的地方”，國際空間站的研究人員將需要創(chuàng)造能在極低溫度下持續(xù)5秒的冷凝物。到目前為止，它們在絕對零度以上200萬億分之一度的時候已經(jīng)超過了一秒。在未來，他們希望能降到絕對零度以上20萬億分之一的溫度，這是有記錄以來最冷的實(shí)驗(yàn)。