Η NASA θέλει να δημιουργήσει το πιο cool σημείο στο σύμπαν
Μερικές φορές, η NASA είναι απλώς οι απόλυτοι χίπστερ:θέλουν να κάνουν το πιο όμορφο σημείο ποτέ και θα είναι «εντελώς εκεί έξω» — στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.
Ήμασταν cool στο παρελθόν, αλλά ποτέ στο διάστημα
Η αναζήτηση για την επίτευξη ολοένα ψυχρότερων θερμοκρασιών ήταν ένα σημαντικό θέμα για τους φυσικούς τις τελευταίες δεκαετίες. Η αναζήτηση έχει αποδειχθεί γόνιμη, φέρνοντας καινοτομίες στην υπερρευστότητα και την υπεραγωγιμότητα, καθώς και στην κβαντική φυσική. Τώρα, η NASA θέλει να κάνει αυτό ένα βήμα παραπέρα και να φέρει ένα Εργαστήριο Ψυχρού Ατόμου (CAL) στο διάστημα.
Βασικά, οι αστρονόμοι θα πάρουν ένα κουτί σε μέγεθος πάγου και θα το φέρουν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Εκεί, θα ψύξουν την ύλη σε μια εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία, φτάνοντας σχεδόν το απόλυτο 0, την ελάχιστη θερμοκρασία στην οποία μπορεί να υπάρχει οτιδήποτε στο σύμπαν. Πιο συγκεκριμένα, θα χαμηλώσουν την ύλη στο ένα δισεκατομμυριοστό της μοίρας πάνω από το Απόλυτο 0, πάνω από 100 εκατομμύρια φορές πιο κρύα από τα βάθη του διαστήματος. Σε αυτή τη θερμοκρασία, η ύλη δημιουργεί αυτό που ονομάζεται συμπύκνωμα Bose-Einstein. Σε αυτή τη μορφή ύλης, η οικεία φυσική εξαφανίζεται και τα κβαντικά φαινόμενα αρχίζουν να κυριαρχούν, ακόμη και σε μακροσκοπική κλίμακα. Η ύλη σχεδόν σταματά να συμπεριφέρεται ως σωματίδια και αρχίζει να συμπεριφέρεται περισσότερο σαν κύματα. Με άλλα λόγια, θα μπορούσατε να παρατηρήσετε "κύματα ατόμων", που κινούνται συγχρονισμένα μεταξύ τους ακριβώς όπως οι σταγόνες νερού σε ένα κύμα ωκεανού.
Εδώ ξεκινά αυτή η προσέγγιση:συμπυκνώματα bose-Einstein έχουν δημιουργηθεί στη Γη αρκετές φορές, αλλά λόγω της βαρυτικής έλξης της Γης, πέφτουν πάντα κάτω και επομένως οι φυσικοί έχουν μόνο κλάσματα του δευτερολέπτου για να τα παρατηρήσουν. Στο διάστημα, η ύλη θα βρίσκεται σε «ελεύθερη πτώση» που θα επιτρέψει στη NASA να την παρατηρεί για έως και 10 δευτερόλεπτα κάθε φορά. Με περαιτέρω τεχνολογική πρόοδο, ο χρόνος αυτός αναμένεται να παραταθεί έως και δύο λεπτά.
Για να πάτε ψυχρά εκεί που δεν έχει πάει κανείς πριν
Αυτό το πείραμα θα μπορούσε επίσης να μας βοηθήσει να διευρύνουμε τον ορίζοντά μας, με έναν αστροφυσικό τρόπο. Όπως εξηγεί ο Kamal Oudrhiri της JPL, ο αναπληρωτής διευθυντής του προγράμματος CAL, το σύμπαν είναι περίπου 27 τοις εκατό σκοτεινή ύλη, 68 τοις εκατό σκοτεινή ενέργεια και περίπου 5 τοις εκατό συνηθισμένη ύλη. Έχουμε δει αρκετά από το θέμα του 5%… αλλά εξακολουθεί να είναι μόνο 5%.
Αλλά δεν είναι όλα θεωρητική επιστήμη. Τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων θα μπορούσαν να στείλουν μεγάλους κυματισμούς στον επιστημονικό κόσμο και να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα τις περίεργες ατυχίες στην αιχμή της τεχνολογίας — κάτι που συμβαίνει συνήθως όταν η κβαντομηχανική αρχίζει να μπαίνει μέσα. Μεταξύ άλλων, τα συμπυκνώματα bose-Einstein θα μπορούσαν να βοηθήσουν αναπτύσσουμε καλύτερους αισθητήρες, κβαντικούς υπολογιστές και ατομικά ρολόγια που χρησιμοποιούνται στην πλοήγηση διαστημικών σκαφών.
Μια άλλη ενδιαφέρουσα πτυχή της εξαιρετικά ψυχρής ύλης είναι ότι είναι ένα «υπερρευστό» - ένα ρευστό χωρίς ιξώδες. Όπως εξηγήθηκε παραπάνω, τα άτομα κινούνται σε συγχρονισμό μεταξύ τους και ουσιαστικά δεν υπάρχει τριβή μέσα στο ρευστό. Αντίθετα, όλα κινούνται ταυτόχρονα σαν να ήταν στερεό.
Αυτή τη στιγμή η αποστολή βρίσκεται στην τελευταία της παρτίδα δοκιμών. Εάν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, τότε πολύ σύντομα θα μάθουμε για υπερψυχρή ύλη στον ISS.
