英媒稱,一個準備發射到國際空間站的小盒子不久將再現宇宙最冷點。
據英國《每日郵報》網站3月7日報道,這個盒子配有激光、真空室和電磁刀,能去除氣體粒子的能量,使原子的溫度降至極低。
報道稱,當這些原子在這個名為冷原子實驗室(CAL)的盒子中冷凍后,它們就會形成一種獨特的“超流體”物質狀態,被稱作玻色-愛因斯坦凝聚態。
CAL由美國國家航空航天局(NASA)噴氣推進實驗室(JPL)設計建造,目前處于裝配的最后階段,計劃于今年8月由太空探索技術公司(SpaceX)執行CRS-12商業補給服務任務的飛船運送至國際空間站。
據研究人員說,該裝置能把氣體原子冷凍至只比絕對零度高十億分之一度。
CAL項目科學家、JPL的羅伯特·湯普森說:“研究這些超低溫原子可以重塑我們對物質和重力基本性質的認識。”
他說:“我們用CAL進行的試驗將讓我們深入了解重力和暗能量,它們在宇宙中普遍存在。”
在這些極端溫度下,原子將形成名為玻色-愛因斯坦凝聚態的狀態。在這種狀態下,這種冷凝物是一種超流體,粘滯性消失,這使原子能夠無摩擦地移動,就好像它們是一整塊固體。
此外,它們會看起來更像是波,而非粒子,它們一排排相伴而動,像是“神秘的波形”。
但據NASA說,研究人員還從未在CAL將要實現的如此低溫下觀察這種狀態。
NASA從未在太空中創造或觀察到這種狀態——而在地球上,重力意味著只能在幾分之一秒內觀測到這種狀態。
在國際空間站的微重力環境下,這些原子能更長時間保持波的形式,從而使科學家有更長的窗口期觀察它們的表現。
研究人員預測,這種環境可使對冷凝物的觀察時間長達5至10秒,而且有朝一日,這個時間有可能延長至數百秒。
CAL項目經理、JPL的阿妮塔·森古普塔說:“如果把超流體水放在一個玻璃杯中旋轉,那它會永遠旋轉下去,因為沒有粘滯性讓它慢下來和消耗動能。如果我們能更深入地了解超流體的物理性質,那我們就有可能學習利用這些特性來更高效地傳輸能量。”
5個小組計劃用CAL做試驗,包括科羅拉多大學博爾德分校和美國國家標準與技術研究所的埃里克·康奈爾,他是因1995年在實驗室中首次創造出玻色-愛因斯坦凝聚態而獲得諾貝爾物理學獎的科學家之一。
這項試驗可以為改進用于空間導航的傳感器、量子計算機和原子鐘鋪平道路。
此外,這項試驗還能進一步揭示暗能量。
CAL項目副經理、JPL的卡邁勒·奧德吉里說:“這意味著,即便以目前所有的技術,我們也只能看到宇宙的5%。就像伽利略第一臺望遠鏡上的一個新鏡片,CAL中的超靈敏冷原子有可能揭示超出已知物理前沿的許多奧秘。”
目前CAL正在接受各種測試,為運往卡納維拉爾角做準備。