พื้นที่

นักดาราศาสตร์สร้าง 'สถานะที่ห้าของสสาร' ในสถานีอวกาศนานาชาติ

นักดาราศาสตร์สร้าง 'สถานะที่ห้าของสสาร' ในสถานีอวกาศนานาชาติ

ห้องปฏิบัติการ Cold Atom (CAL) ของ NASA เปิดตัวสู่อวกาศโดยจรวด SpaceX ในปี 2018 นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมามันได้เพิ่มระยะทางโคจรบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ในขณะเดียวกันก็ช่วยในการศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัม

สิ่งอำนวยความสะดวกอเนกประสงค์ซึ่งสามารถใช้งานได้จากระยะไกลจากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA บนโลกเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับความช่วยเหลือในการสร้าง "สสารแปลกใหม่" บนสถานีอวกาศนานาชาติ

เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยของ NASA รายงานการผลิตคอนเดนเสทของรูบิเดียมโบส - ไอน์สไตน์ (BECs) - อะตอมเกิดขึ้นเมื่อองค์ประกอบบางอย่างถูกทำให้เย็นลงจนใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ (0 เคลวินลบ 273.15 เซลเซียส)

ที่เกี่ยวข้อง: สถานีอวกาศระหว่างประเทศจะเปิดให้เข้าชมในปี 2020

การศึกษา BECs ใน microgravity

BEC มีความคล้ายคลึงกันกับโลหะโพแทสเซียมและโลหะซีเซียมในรูปลักษณ์ทางกายภาพความนุ่มนวลและการนำไฟฟ้า บางครั้งเรียกว่า "สถานะที่ห้าของสสาร" เนื่องจากใน BEC สสารจะหยุดทำตัวเป็นอนุภาคอิสระและยุบตัวเป็นสถานะควอนตัมเดี่ยวที่สามารถอธิบายได้ด้วยฟังก์ชันคลื่นสม่ำเสมอเดียว

ปัญหาของ BEC คือเปราะบางอย่างไม่น่าเชื่อ เนื่องจากจำเป็นต้องทำให้เย็นลงในอุณหภูมิที่ต่ำเช่นนี้การมีปฏิสัมพันธ์กับโลกภายนอกเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอที่จะทำให้พวกมันอุ่นขึ้นจนเกินเกณฑ์การควบแน่น

ดังนั้นจึงแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะศึกษาบนโลก ไม่เพียง แต่อุณหภูมิจะสูงเกินไป แต่แรงโน้มถ่วงของโลกยังรบกวนสนามแม่เหล็กที่จำเป็นในการยึด BEC ไว้สำหรับการสังเกตการณ์

"แรงโน้มถ่วงระดับจุลภาคช่วยให้เราสามารถกักขังอะตอมด้วยแรงที่อ่อนแอกว่าได้มากเนื่องจากเราไม่จำเป็นต้องสนับสนุนพวกมันต่อแรงโน้มถ่วง" โรเบิร์ตทอมป์สันจากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียพาซาดีนากล่าว เอเอฟพี.

การสังเกตที่ชัดเจนกว่าที่เคยเป็นมา

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารธรรมชาติ รายละเอียดความแตกต่างที่น่าทึ่งหลายประการในคุณสมบัติของ BEC ที่สร้างขึ้นบนโลกกับสิ่งที่พบใน ISS

BEC ในห้องปฏิบัติการภาคพื้นดินมักกินเวลาในมิลลิวินาทีก่อนที่จะสลายไป บนสถานีอวกาศนานาชาติบีอีซีใช้เวลานานกว่าหนึ่งวินาทีเต็ม แม้ว่าสิ่งนี้อาจดูเหมือนไม่มากนัก แต่ก็ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจคุณสมบัติของ BEC ได้อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน

แรงโน้มถ่วงขนาดเล็กบนสถานีอวกาศนานาชาติยังหมายความว่าสนามแม่เหล็กที่จำเป็นในการจัดการกับอะตอมอาจอ่อนแอลงเร่งการระบายความร้อนและทำให้สามารถถ่ายภาพได้ชัดเจนขึ้น

David Aveline หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่าการศึกษา BECs ใน microgravity เปิดโอกาสในการวิจัยมากมาย:

"การใช้งานมีตั้งแต่การทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและการค้นหาพลังงานมืดและคลื่นความโน้มถ่วงไปจนถึงการนำทางของยานอวกาศและการค้นหาแร่ธาตุใต้พื้นผิวบนดวงจันทร์และดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ " เขาอธิบาย


ดูวิดีโอ: 6 สถานทบนอวกาศ ทมนษยอาจไปสรางอาณานคมได! (ตุลาคม 2021).