10

Przełomowy eksperyment w kosmosie – ludzie stworzą najzimniejsze miejsce we Wszechświecie

cal
Należące do NASA Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL), zajmuje się opracowaniem eksperymentalnego instrumentu o nazwie Cold Atom Laboratory (CAL). Urządzenie przypominające pudełko wykorzystuje komorę próżniową, lasery oraz nóż elektromagnetyczny, po to aby spowolnić znajdujące się w jego wnętrzu cząsteczki gazu.

Konkretna lodówka

Zgodnie z tym co napisano na oficjalnej stronie internetowej laboratorium, atomy zostaną zamrożone do miliardowych części stopnia powyżej zera absolutnego, co ma być 100 milionów razy zimniejsze od najzimniejszych otchłani kosmosu. Wiem, że wiele osób pomyśli sobie, że to idealne miejsce do przechowywania piwa, lecz niestety nie zbudowano tego urządzenia w takim celu. Naukowiec pracujący nad Cold Atom Laboratory, Robert Thompson wyjaśnia:

Badanie tych super zimnych atomów może zmienić nasze zrozumienie materii oraz fundamentalnej natury grawitacji. Eksperymenty które przeprowadzimy za pomocą Cold Atom Laboratory, pozwolą nam na uzyskanie wglądu w grawitację i ciemną energię – jedne z najbardziej wszechobecnych sił występujących we Wszechświecie.

Aktualnie CAL znajduje się na ostatnich etapach montażu i będzie wysłany na Międzynarodową Stację Kosmiczną latem tego roku. Urządzenie zostanie tam przetransportowane podczas misji SpaceX CRS-12.

Kondensacja Bosego-Einsteina

Atomy pozbawione energii w tak ekstremalnym stopniu, jak to będzie miało miejsce wewnątrz CAL, sprawią że możliwe będzie wystąpienie zjawiska o nazwie „Kondensacja Bosego-Einsteina”, czego nigdy wcześniej nie dokonano w kosmosie. W tym momencie prawa fizyki kwantowej zaczynają dominować nad prawami fizyki klasycznej. Obserwacje materii w tym stanie wskazują, że zaczyna się zachowywać mniej jak cząsteczki, a bardziej jak fale. CAL pozwoli na obserwacje tych tajemniczych fal w temperaturach niższych niż kiedykolwiek.

Kondensacja Bosego-Einsteina była obserwowana na Ziemi, lecz grawitacja naszej planety sprawia, że atomy są ściągane w kierunku podłoża, przez co można je obserwować jedynie przez ułamki sekundy. Dzięki temu że urządzenie zostanie wysłane na ISS, eksperyment będzie mógł zostać przeprowadzony w stanie nieważkości, a to pozwoli super schłodzonym atomom na zachowanie ich nietypowego stanu przez dłuższy czas. Robert Thompson przewiduje, że może to być nawet 10 sekund. Prowadzenie dłuższych obserwacji zwiększa szanse naukowców na zrozumienie podstaw budujących prawa fizyki. W przyszłości prawdopodobnie uda się udoskonalić CAL w taki sposób, aby efekt był obserwowalny nawet przez 100 sekund.

Zrozumieć ciemną energię

Kamal Oudrhiri pracujący w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA, uważa że najbardziej ekscytujący potencjał planowanych badań, leży w lepszym zrozumieniu ciemnej energii. Podkreśla, że zgodnie z aktualnymi szacunkami podział Wszechświata składa się mniej więcej z 27% ciemnej materii, 68% ciemnej energii oraz 5% zwykłej materii. Oznacza to, że pozostajemy ślepi w stosunku do 95% wszystkiego co nas otacza. Wgląd do ciemnej materii i ciemnej energii, który może zostać umożliwiony dzięki urządzeniu CAL, może nas doprowadzić do rozwiązania wielu zagadek fizyki.

Źródło