NASA计划创建 “宇宙中最酷的地方”

NASA计划向国际空间站 (ISS) 发送一个冰柜大小的盒子，在那里它将冻结气体原子以创建宇宙中最酷的斑点，这一进步可能为重力和暗物质提供新的见解。在盒子里，激光、真空室和电磁 “刀” 将被用来抵消气体粒子的能量，减慢它们的速度，直到它们几乎一动不动。

由美国宇航局喷气推进实验室开发的这套仪器被称为冷原子实验室 (CAL)。它将乘坐SpaceX CRS-12在8月乘坐太空。CAL的仪器旨在将气体原子冻结到绝对零度以上的十亿分之一-比太空深度冷10000万倍以上。

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“研究这些超冷原子可以重塑我们对物质和引力基本性质的理解，” 加州项目科学家罗伯特·汤普森 (Robert Thompson) 说。汤普森说: “我们将在冷原子实验室进行的实验将使我们深入了解重力和暗能量-宇宙中最普遍的力量。”

当原子被冷却到极端温度时，因为它们将在CAL内部，它们可以形成一种独特的物质状态，称为玻色-爱因斯坦冷凝物。在这种状态下，熟悉的物理学规则消退，量子物理学开始接管。可以观察到物质的行为不像粒子，更像波。

一排排的原子彼此一致地移动，就像它们骑着移动的织物一样。这些神秘的波形从未在CAL将达到的低温度下出现过。

NASA从未在太空中创造或观察过玻色-爱因斯坦凝聚物。在地球上，重力的拉动导致原子不断地向地面沉降，这意味着它们通常只能在几分之一秒内被观察到。但是，在国际空间站上，超冷原子在自由落体时可以使其波状形式保持更长的时间。这为科学家提供了一个更长的窗口来理解最基本的物理学。

汤普森 (Thompson) 估计，CAL将允许玻色-爱因斯坦凝聚物最多观察5到10秒; CAL上使用的技术的未来发展可能使它们持续数百秒。

玻色-爱因斯坦凝聚物是一种 “超流体” -- 一种粘度为零的流体，原子在没有摩擦的情况下移动，就像它们都是一种固体物质一样。“如果你有超流体的水，把它放在玻璃杯里旋转，它会永远旋转下去。冷原子实验室项目经理JpL的Anita Sengupta说: “没有粘度可以减缓它并消散动能。”

Sengupta说: “如果我们能更好地理解超流体的物理学，我们就有可能学会使用这些技术来更有效地传递能量。”