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NASA要制造出最冷温度

科普小知识2022-07-12 19:12:04
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为了达到最低温度,美国宇航局上周向国际空间站发送了一个装置,该装置将产生比宇宙真空低100亿倍的温度。

它被称为冷原子实验室(CAL),是一个科学载荷,相当于轨道ATK号运载火箭和天鹅座号上的一个冰盒大小。这将有助于科学家观察超冷原子的奇怪量子特性。

如果你想产生超低温,现有的主要技术是激光冷却和蒸发冷却,而卡尔使用激光和电磁消除气体粒子的动能,直到它接近零,使它非常接近绝对零度,也称为零开尔文(-273.15摄氏度或-459.67华氏度)。

NASA要制造出最冷温度

绝对零度是宇宙中最冷的温度——这是不可能的温度,因为原子周围的电子届时将停止运动。

然而,冷原子实验室可以将原子云冷却到比绝对零度高十亿分之一度,这使得原子的运动极其缓慢,并呈现微观量子现象。

这些云被称为玻色-爱因斯坦凝聚。它们也可以在地球上被创造出来。然而,由于重力的影响,它们会由于重力而迅速坍缩,因此它们只能在几秒钟内被观察到。

国际空间站的微重力环境将克服这一巨大障碍,使地球上的科学家能够远程操作设备,实现长达10秒钟的波色凝结。

这是我们观察到的最长的玻色-爱因斯坦凝聚。

这无疑给科学发展带来了好处。因为玻色-爱因斯坦凝聚是一种所谓的超流体——一种零粘度的流体,空间实验将帮助我们更好地掌握它们的特性。

美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)主任安妮塔·森古普塔去年说:“如果你有超流体,把它倒入一个玻璃杯中,选择它,它会永远旋转。如果我们能更好地理解超流体的物理性质,我们就能利用这些技术更有效地传递能量,而不会因粘度而损失动能。”

它还可以改善材料的超导性,并可用作超导量子、量子计算机、激光冷却原子钟和其他设备的干涉装置。它允许我们观察从未见过的量子现象。

它甚至可以帮助探测和理解暗能量,暗能量是加速我们宇宙膨胀的未知力量。

"研究这些超冷原子可以重塑我们对物质和重力基本属性的理解。"加州大学项目的科学家罗伯特·汤普森说:“我们和冷原子实验室一起完成的其他实验将让我们了解宇宙中最常见的力——重力和暗能量。”

冷原子实验室并不是天鹅座火箭发送到国际空间站的唯一科学有效载荷。

火箭还将携带一个手持SEXTANT来测试紧急恒星导航操作(不要把它和SEXTANT混淆,SEXTANT是一种使用脉冲星作为导航星的开创性技术);还有一种生物分子测序技术装置,用于对国际空间站上发现的微生物基因进行测序。

这篇文章的最初标题是“美国宇航局制造最冷的温度”