НАСА е на път да изведе в орбита най-студеното място на Земята – лабораторията Cold Atom Laboratory (CAL). Астронавтите ще я използват за създаване на невиждани до момента условия с температури 100 милиона пъти по-студени от дълбините на космоса.

Cold Atom Lab ще бъде изведена до Международната космическа станция с ракета SpaceX. Надеждите са, че лабораторията ще разкрие непознати нови явления, когато атомите бъдат охладени до милиардна от градуса над абсолютната нула.

Изследването на супреохладените атоми може да промени разбирането ни за материята, фундаменталната природа на гравитацията и тъмната енергия.

В случай че никога преди не сте се замисляли върху най-студеното място на планетата, лабораторията Cold Atom представлява кутия оборудвана с лазери, вакуумна камера и електромагнитен “нож”, който трябва да забави движението на частиците почти до състояние на покой.

Развитието на инструмента вече е във финалната си фаза, а изпращането му на Международната космическа станция, планирано за август, ще е първия му голям тест.

Плановете предвиждат лабораторията да бъде изпълнена с газови частици на борда на станцията, където уникалните условия на микрогравитация ще позволят на учените да наблюдават невиждано до момента квантово явление – невъзможно за пресъздаване на Земята.

От особен интерес за изследователите е екзотична форма на материята, наречена кондензат на Бозе-Айнщайн – състояние на супертечност, при което атомите се преобразяват в тайнствени вълни.

Тъй като това състояние се отличава с нулев вискозитет, атомите се движат на практика без триене и се държат като единна, солидна субстнация.

“Ако разполагате със супертечна вода и я разбъркате в чаша, тя ще се движи вечно”, обяснява Анита Сенгупта - ръководител на проекта.

Учените са категорични, че ако успеем да научим повече за супертечностите бихме могли да открием по-ефикасни методи за пренос на енергия.

Кондензатите на Бозе –Айнщайн са от особен интерес, защото в това състояние, законите преминават от сферата на класическата физика – като Теорията на относителността на Айнщайн – към квантовата физика, а материята започва да се държи все по-малко като сбор от частици, и все повече като вълни.

Разбирането ни за този преход е ключът към един от най-големите въпроси в съвременната физика – когато бъдат използвани поотделно, Теорията на общата относителност и квантовата теория на полето биха могли да обяснят най-големите и най-малките неща във Вселената, но нито един физик не е успял да обедини двете в лелеяната Теория на всичко.

По тази причина, физиците биха се зарадвали на възможността да наблюдават кондензатите на Бозе-Айнщайн в продължение на дни, но тъй като гравитационното привличане на Земята бързо слага край на състоянието на свободно падане, нужно за поддържане на екзотичната материя, кондензатите се появяват за части от секундата.

В условията на микрогравитация в космоса обаче, учените ще имат възможност да придобият по-добра представа за нещата. Изследователите от НАСА предвиждат, че ще успеят да задържат кондензатите на Бозе-Айнщайн за по-дълго време – от 5 до 10 секунди.

Това не само ще им позволи да установят какво обединява класическата и квантовата физика, но ще доведе и до появата на по-прецизни сензори, телескопи и атомни часовници, използвани от космическите кораби за навигация, а би могло да ни приближи и до създаването на първия в света квантов компютър.