NASA, dünyadaki en soğuk yeri Soğuk Atom Laboratuvarı’nı (CAL) yörüngeye çıkarmaya hazırlanıyor; burada, astronotlar mekanın derinliklerinden 100 milyon kez daha soğuk sıcaklıklarla, daha önce görülmemiş koşullar oluşturmak için onu kullanacaklar.
Soğuk Atom Laboratuvarı, SpaceX roketinde Uluslararası Uzay İstasyonuna gidecek ve atomların mutlak sıfırın üstünde bir dereceye kadar soğutulduğu zaman süper soğutmalı kutunun garip yeni fizik açılacağını umuyorlar.
NASA’nın Jet Propulsion Laboratory’den CAL projesi bilim adamı Robert Thompson, “Hiper-soğuk atomların incelenmesi, madde konusundaki anlayışımızı ve yer çekiminin temel doğasını yeniden şekillendirebilir” dedi.
“Soğuk Atom Laboratuvarı ile yapacağımız deneyler, yerçekimine ve karanlık enerjiye, yani Evrendeki en yaygın güçlerin bazılarına dair fikir verecektir.”
NASA’nın Soğuk Atom Laboratuvarı, yaklaşık 30 saniye önce Dünya’daki en soğuk yerin ne olduğunu hiç düşünmediyseniz, lazerle, vakum odasında ve parçacıkları bir parçaya yavaşlatmak için bir elektromanyetik “bıçak” ile donatılmış bir buz göğsü boyutlu kutudur. Neredeyse hareketsiz durum.
Enstrüman inşaatın son aşamasında, bu nedenle Ağustos ayında piyasaya sürülecek olan bu görev ilk büyük test olacak.
Plan, Soğuk Atom Laboratuarını benzersiz mikro gravitasyon ortamının araştırmacılar tarafından Dünya’da tespit edilemeyen kuantum fenomenlerini gözlemlemesine izin verecek olan Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki gaz partikülleri ile doldurmaktır.
Özellikle ilgi çekici olan madde, Bose-Einstein kondensatı olarak adlandırılan – atomların, Cold Atom Lab sıcaklıklarında asla gözlemlenmeyen gizemli dalga şekillerine dönüştüğü “süper akışkan” bir halidir.
Bu durum sıfır viskoziteye sahip olduğu için, atomlar sürtünmeden hareket edebiliyorlar, sanki tek bir katı madde gibi, NASA açıklıyor.
Soğuk Atom Laboratuvarı proje yöneticisi Anita Sengupta “Süper akışkan suyunuz varsa ve bir bardak etrafında döndüyorsanız, sonsuza dek dönecektir” diyor.
Bunu yavaşlatmak ve kinetik enerjiyi dağıtmak için viskozite yok, eğer süper akışkanların fiziğini daha iyi anlayabiliyorsak, bunları daha verimli bir enerji transferi için kullanmayı öğrenebiliriz “dedi.
Bose-Einstein yoğunlaştırıcıları fizikçilere özellikle ilgi duyar, çünkü bu durumda kurallar Einstein’ın genel görelilik teorisi gibi klasik fizikten kuantum fiziğine geçer ve madde parçacıklara benzemez ve dalgalar gibi davranmaya başlar.
Bu geçişin anlaşılması, modern fizikteki en büyük açık soruların anahtarıdır – ayrı olarak kullanıldığında, genel görelilik ve kuantum alanı teorisi Evrendeki sırasıyla en büyük ve en küçük şeyleri açıklayabilir, ancak hiçbir fizikçi bu ikisini birleştiremedi. Çok arzulanan ‘her şeyin teorisi’.
Bu nedenle, fizikçiler gün boyunca Bose-Einstein yoğuşmalarına bakmayı severler, ancak Dünya’nın yerçekimi çekimi, bu egzotik maddenin sürdürülmesi için gerekli olan serbest düşme durumuna hızlı bir şekilde son verdiği için, genellikle yalnızca birkaç saniyelik kesirler için gözlemlenebilir.
Ancak uzayın mikrogravite ortamında, bilimadamları şeylerin daha önemli bir görünümünü elde edebilmelidir – NASA, Soğuk Atom Laboratuvarı’nda Bose-Einstein yoğunlaşmalarını uzayda 5 ila 10 saniye arasında tutabileceklerini öngörür .
Bu sadece klasik ve kuantum fiziği birbirine bağlayan şeyleri anlamamıza yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda Bose-Einstein yoğunlaşmalarının daha iyi anlaşılması, daha doğru sensörlere, teleskoplara ve uzay aracının navigasyonunda kullanılan atom saatlerine yol açabilir ve hatta yarışmayı hızlandırabilir Dünyanın ilk kuantum bilgisayarına doğru.
“Galileo’nun ilk teleskopundaki yeni objektif gibi, Cold Atom Lab’daki aşırı hassas soğuk atomlar, bilinen fizik sınırlarının ötesinde bir çok gizemi çözme potansiyeline sahiptir”, CAL’ın proje müdürü yardımcısı Kamal Oudrhiri.
Acele edin, Ağustos – biz bu şeyi harekete geçirmeliyiz!
Kaynak: bbc.com
sciencealert.com