通過(guò)周一(5月21日)在國際空間站進(jìn)行的一項實(shí)驗表明,美國航空航天局(NASA)計劃將一個(gè)小盒子送上國際空間站,并以此制造出宇宙中最冷的點(diǎn),這個(gè)小盒子被稱(chēng)為“冷原子物理實(shí)驗室”。
冷原子物理實(shí)驗室(CAL)是由美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗室(JPL)設計和建造的一個(gè)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(shí)驗室里降到足夠低的溫度,就會(huì )形成獨特的“超流體”物質(zhì)狀態(tài),稱(chēng)為玻色-愛(ài)因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate)。
NASA官員說(shuō),在地球引力的作用下,自由進(jìn)化的原子的速度無(wú)法讓物理學(xué)家們細致地觀(guān)察它們,因此科學(xué)家們幾乎沒(méi)有機會(huì )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(méi)有地球引力的影響,這些原子的速度會(huì )比其他任何地方都慢,在一個(gè)“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(huì )上,加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗室的項目經(jīng)理兼工程師羅伯特⋅肖特威爾(Robert Shotwell)在一次新聞發(fā)布會(huì )上說(shuō):“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(dòng)時(shí),物理學(xué)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(dòng)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(gè)極端的溫度下,研究人員可以觀(guān)察BECs的量子特性和行為長(cháng)達10秒。
這聽(tīng)起來(lái)可能不是很長(cháng)時(shí)間,但與地球上的觀(guān)測時(shí)間相比,這已經(jīng)很長(cháng)了。
“研究這些超冷原子可以重塑我們對物質(zhì)的理解。”噴氣推進(jìn)實(shí)驗室的加州項目科學(xué)家羅伯特⋅湯普森在一份聲明中說(shuō)。