Автор admin 
Завдяки умовам мікрогравітації на станції лабораторія здатна проводити експерименти, неможливі в земних умовах. Квантова наука займається найдрібнішими будівельними блоками природи — атомами, електронами, окремими частинками світла. Хоча атоми зазвичай уявляють крихітними твердими кульками, насправді вони можуть поводитись як хвилі, перебувати в кількох місцях одночасно і навіть проходити одне крізь одне за певних умов.
Читайте также: Поза межами відомих законів. Фізики створили екзотичний стан матерії — дробове море Фермі
Розміром приблизно з міні-холодильник, Cold Atom Lab керується дистанційно з Землі і охолоджує атоми до температур нижче мінус 237 градусів за Цельсієм. При температурах, наближених до абсолютного нуля, атоми об’єднуються в конденсат Бозе-Ейнштейна — незвичний стан матерії, який іноді називають п’ятим станом, після твердих тіл, рідин, газів і плазми. Навіть попри те, що конденсат Бозе-Ейнштейна значно більший за окремі частинки, він все одно підпорядковується дивним правилам квантової механіки. Мікрогравітація низької навколоземної орбіти при цьому дозволяє хвилям матерії зростати до розмірів, недосяжних на Землі.
При найхолодніших температурах матерія поводиться зовсім інакше, ніж усе, з чим ми стикались раніше, — зазначив Джейсон Вільямс, науковий керівник проєкту Cold Atom Lab у Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії, де й була створена установка.
Хвильова природа матерії починає домінувати, і надхолодна речовина може поводитись у способи не лише несподівані, а й такі, що дозволяють надзвичайно точно вимірювати час, гравітацію та рух. Лабораторія, особливо з цим останнім оновленням, має багато інструментів, які дозволяють досліджувати природу всесвіту.
Зараз установка обслуговує п’ять міжнародних дослідницьких команд, які займаються фундаментальною фізикою. Водночас вона слугує і випробувальним майданчиком для квантових технологій, які згодом можуть застосовуватись у місіях із вивчення Землі та в майбутніх космічних дослідженнях.
Серце лабораторії — її науковий модуль, складна збірка приладів. Оновлена версія цього модуля прибула на станцію 11 квітня на борту вантажного корабля комерційного постачання, що розширило перелік доступних учасникам експериментів.
Читайте также: Поза межами відомих законів. Фізики створили екзотичний стан матерії — дробове море Фермі
Кожен експеримент починається з нагрівання смужки рубідію або калію до температури аж 400 градусів за Цельсієм, унаслідок чого всередині вакуумної камери утворюється газ. Потім науковці спрямовують на цей газ лазери, налаштовані на конкретні частоти. Лазери забирають енергію в атомів, сповільнюючи їх, що різко знижує температуру.
Після завершення лазерного охолодження магнітна пастка вловлює атоми. Додаткові методи охолодження знижують їхню енергію ще більше, доки хмара атомів не стає майже нерухомою — це дозволяє дослідникам максимально продовжити час, протягом якого її можна вивчати в умовах мікрогравітації.
Лабораторії на Землі також здатні створювати надхолодні гази, проте Міжнародна космічна станція дає суттєві переваги. На орбіті науковці можуть спостерігати квантові гази довше і при ще нижчих температурах. Середовище зі слабкою гравітацією також дозволяє формуватись більшим хвилям матерії, які можуть взаємодіяти з гравітацією протягом тривалішого часу. Щоб зробити такі експерименти можливими, NASA довелось вмістити лабораторію атомної фізики, яка зазвичай займає цілу кімнату лазерів, дзеркал і обладнання, в одну-єдину стійку на борту станції.
«Як перший проєкт, що створює конденсати Бозе-Ейнштейна на орбіті, ми демонструємо, що можемо змусити квантові технології надійно працювати в космосі, — зазначив Ітан Елліотт, заступник наукового керівника проєкту Cold Atom Lab у Лабораторії реактивного руху. — У минулому столітті відбулась квантова революція, яка подарувала нам лазери, мобільні телефони та МРТ для медичної візуалізації. Зараз ми проводимо квантову революцію 2.0 — пряме керування великими квантовими станами — і сподіваємось на подібний прогрес у квантових технологіях завдяки розвитку цієї науки на орбіті».
Це оновлення стало вже четвертим відтоді, як Cold Atom Lab встановили на борту Міжнародної космічної станції у 2018 році. Серед найбільш значущих змін — переробена магнітна пастка, яка дозволяє науковцям змінювати форму хмар квантового газу, що відкриває можливість досліджувати нові властивості атомів. Інженери також впровадили перероблені металеві смужки, які забезпечують покращені джерела для створення цих газових хмар.
Читайте также: Образилися на покійних? В Іспанії знайшли дуже незвичне поховання часів залізної доби