Недавно руководство NASA поведало о своих планах в 2016 году частично «превратить» Международную космическую станцию в самое холодное место во Вселенной. Исследователи активно готовятся к проведению на борту орбитальной станции экспериментов по изучению материи при температурах, близких к абсолютному нулю, которые, по их мнению, позволят выявить новые грани квантовой механики.
Американское космическое агентство объявило о том, что его учёные в настоящее время работают над созданием Cold Atom Laboratory – «самого холодного места во Вселенной». Планируется что, работа по созданию и тестированию Cold Atom Laboratory будет полностью завершена в декабре 2015 года.
Есть несколько причин, побудивших учёных к созданию Cold Atom Laboratory, которая позволит изучить особенности и свойства материи в условиях, создание которых на Земле не представляется возможным. Низкие температуры космического пространства, воспроизвести которые в наземных лабораторных условиях невозможно, способны продемонстрировать волновую природу атомов, и вполне вероятно, новые явления. Отсутствие гравитации позволит проводить более продолжительные эксперименты – до 20 секунд.
По словам главного учёного проекта Rob Thompson из Jet Propulsion Laboratory (JPL), он и его коллеги планируют изучить материю при температурах, которые намного ниже тех, в которых ей приходиться находиться в естественных условиях. Как отметил Thompson, речь будет идти о температуре до 100-пико- Кельвинов.
100 пико-К – это порядка одной десятимиллиардной от градуса выше абсолютного нуля (0 К или -273,15 С). Теоретически при такой температуре, все тепловая активность атомов приостанавливается. При столь низких температурах известные нам представления о твердом, жидком и газообразном состояниях перестают существовать. В таких условиях материя не соответствует ни одному из известных 4-х состояний вещества – её атомы имеют тенденцию создавать квантовые формы материи.
Квантовая механика – это раздел физики, который описывает специфические законы света и материи на атомарном уровне. С позиции квантовой механики вещество может пребывать одновременно в двух местах, а объектам свойствены черты поведения и частиц и волн
По словам Thompson, использование Cold Atom Lab позволит исследователям провести много захватывающих экспериментов. Учёный отмечает, что первое, что будет изучено при помощи Cold Atom Lab – это конденсат Бозе-Эйнштейна. Thompson подытоживает, что лаборатория позволит исследовать это агрегатное состояние вещества при минимально возможных температурах.
Конденсаты, названные в честь индийского физика Шатьендраната Бозе и Альберта Эйнштейна, которые предсказывали их существование, удалось обнаружить лишь в 1995 году. Спустя 6 лет Eric Cornell и Carl Wieman разделили Нобелевскую премию с Wolfgang Ketterle за независимое получение этих конденсатов в лабораторных условиях. Учёные в ходе исследований использовали газ из атомов натрия и рубидия, охлажденный до температуры, близкой к абсолютному нулю.
Исследования, запланированные NASA, направлены на изучение ультрахолодных квантовых газов в условиях микрогравитации. Учёные полагают, что если создать два подобных конденсата и в последующем поместить их вместе, то они не смешаются, в отличие от обычного газа.
Cold Atom Lab, срок эксплуатации который рассчитан на 5 лет, планируется установить на борту МКС в начале 2016 года.
«… (0 К или 273,15 С) …»
Вообще-то, наоборот. Или минус поставьте перед градусами Цельсия.