NASA將把冷原子實(shí)驗室發(fā)射升空，以探測地球上無(wú)法觀(guān)察的量子現象

該實(shí)驗室將能夠制造一種名為BEC的獨特“超流體”物質(zhì)態(tài)，從而讓科學(xué)家研究宏觀(guān)尺度上的量子力學(xué)。

據外媒報道，在本月20號，美國國家航空航天局（NASA）將把冷原子實(shí)驗室發(fā)射至國際空間站。升空之后，研究人員將利用它來(lái)探測在地球上無(wú)法觀(guān)察到的量子現象，比如太空制造“泡泡”和“旋渦”等等。

據了解，該冷原子實(shí)驗室由NASA的噴氣推進(jìn)實(shí)驗室（JPL）負責，耗資8300萬(wàn)美元，主要任務(wù)是制造出一種名為“玻色—愛(ài)因斯坦凝聚體（BEC）”的獨特“超流體”物質(zhì)態(tài)，以讓科學(xué)家研究宏觀(guān)尺度上的量子力學(xué)。

BEC是由數十萬(wàn)個(gè)原子組成的云，當被冷卻到絕對零度附近時(shí)，數十萬(wàn)個(gè)原子的行動(dòng)將能夠保持同步，就像單一的量子物體一樣。

不過(guò)，需要注意的是，因為地球上的重力作用，BEC在幾秒之內就會(huì )分崩離析，而無(wú)重力的太空環(huán)境則可能讓其“保留”至少10秒鐘的生命。

在這一時(shí)間內，BEC可能被冷卻到創(chuàng )世紀的低溫，或許只比絕對零度高20萬(wàn)億分之一攝氏度。對此，該任務(wù)項目經(jīng)理、噴氣推進(jìn)實(shí)驗室的卡姆爾·奧德瑞表示，這可能是宇宙中已知的最冷的溫度。

在國際空間站中，工程師們將原本能夠占據一個(gè)房間的設備壓縮在一個(gè)冷藏箱大小的箱子中，利用激光來(lái)冷卻銣和鉀原子，讓其停止運動(dòng)。緊接著(zhù)，他們將利用磁場(chǎng)來(lái)捕捉原子云，再使用“無(wú)線(xiàn)電波刀”等技術(shù)來(lái)冷卻和剝離能量最高的原子等，繼而冷卻原子云至更接近絕對零度的溫度，打造出BEC。

同時(shí)，為了讓BEC避免受到密集組件和地球磁場(chǎng)的干擾，工程師們也會(huì )在裝置外加裝一個(gè)屏蔽層。

在冷原子實(shí)驗室升空之后，將有5個(gè)研究團隊基于該項目進(jìn)行研究實(shí)驗。

其中，有一個(gè)團隊計劃使用無(wú)線(xiàn)電波和磁場(chǎng)，讓BEC形成約30毫米的氣泡。一般情況下，根據量子力學(xué)，因為氣泡較為纖薄，且沒(méi)有邊緣，BEC的行為可能與地球上形成圓盤(pán)或球體時(shí)的行為大為不同。

另外，基于BEC，其他團隊也將圍繞量子力學(xué)等展開(kāi)不同的研究，以觀(guān)測那些無(wú)法在地球上實(shí)現或是觀(guān)察到的量子現象。

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