ISS: lle avaruuslaboratoriossa on luotu outo aineen muoto

Tiesitkö tämän kansainvälisellä avaruudellaasema (ISS) on kylmän atomin laboratorio (LHA) - yksi tunnetuimman maailmankaikkeuden kylmeimmistä paikoista? LHA aloitti työt kesäkuussa 2018 ja on ensimmäinen asennus kiertoradalla, ja se tuottaa kokonaisia ​​"ultrakertaisten" atomien pilviä, joiden lämpötila voi nousta absoluuttisen nollan yläpuolelle, -273,15 ºC - vähimmäislämpötilaraja, jonka fyysinen vartalo maailmankaikkeudessa voi olla. Kaikki tämä kosminen häpeä, tiedemiehet aloittivat tietysti kvanttifysiikan vuoksi. Joten kahden vuoden jatkuvan työn jälkeen he onnistuivat luomaan omituisen kvantiaineen, jonka olemassaolon ennustettiin yli sata vuotta sitten.

Yksi maailmankaikkeuden kylmeimmistä paikoista on ISS: n laivalla

Aineen neljä tilaa ovat nestemäinen, kaasu, kiinteä ja plasma.

Mitä tapahtuu kylmän atomin laboratoriossa?

Fyysikot ovat tutkineet 25 vuoden ajan eksoottista ainetta, joka koostuu ultrahajoista atomeista kvantti käyttäytyminen makroskooppisessa mittakaavassa. Mutta tämä tehtiin vain ISS: ssä. Lähes kahden vuoden työssä NASAn LHA-fyysikot loivat viides ainetila - Bose-Einsteinin kondensaatti, jonka olemassaolon ennustivat Albert Einstein ja intialainen matemaatikko Satyendra Nath Bose melkein sata vuotta sitten.

Kondensaation ansiosta tutkijat voivat tutkia yksityiskohtaisesti kvanttifysiikan salaisuuksia: kun atomit jäähdytetään niin matalasta lämpötilasta (-273,15 ° C), ne voivat muodostaa yhden makroskooppisen kvantiobjektin - ultrakertaiset atomipilvet, jotka alkavat muistuttaa yhtä “superatomia”, eivätkä erillisten atomien ryhmää.

Yksinkertaisesti sanottuna jäähdytettykohtuullinen määrä atomeja joutuu pienimpiin mahdollisiin kvanttitiloihin - siksi kvanttiefektit alkavat näkyä makroskooppisella tasolla. Tieteellisen työn kirjoittajat uskovat, että Bose-Einstein-kondensaatti antaa heille mahdollisuuden tutkia vähän tunnettua mikrokosmia. Nature-lehdessä julkaistut tulokset todistavat, että LCA: n mikropaino (vakio painoton) antaa tutkijoille mahdollisuuden luoda ilmiöitä, joita ei voida luoda maan päällä.

Luonnon mukaan lauhde sisältää todennäköisestivastaa maailmankaikkeuden salaperäisimmälle energialle - tummalle energialle, joka vastaa sen kiihtyvästä laajentumisesta. Lue lisää tumman energian etsinnästä materiaalissamme.

Universumin viilein laboratorio on tarkoitus löytää kvantimaailma

Viides aineen tila

Olen samaa mieltä siitä, että vuonna 2005 luodaan viides asiatilaavaruus on tärkeä tapahtuma maailmantieteelle. Mutta miten tutkijat tekivät sen? Lauhteen tuottamiseksi tutkijat käyttivät rubidium-87-atomeja, lasereita ja korkeaa tyhjiötä, joka kesti yli sekunnin 200 triljardin asteella absoluuttisen nollan yläpuolella, verrattuna eräisiin maailman menestyneimpiin kokeisiin. Tulevissa kokeissa ryhmä aikoo pudottaa ennätykseen 20 biljoonaa tutkinnon ja luoda kondensaatin, joka voi kestää jopa 5 sekuntia.

Bose-Einstein-kondensaatin luominen rubidiumista (kaliumia muistuttava pehmeä metalli) tuli mahdolliseksi vain mikropainon olosuhteissa. Ensimmäistä kertaa tutkijat onnistuivat hankkimaan rubidium-87-atomeja vuonna 1995käyttäen 1980-luvulla keksittyä laserjäähdytys- ja magneettista haihdutusjäähdytystä.

Kvantfysiikka on hyvin, hyvin outoa, mutta sitä tutkitaan aktiivisesti. Tilaa Google-uutisten kanava, jotta et menetä mielenkiintoisia löytöjä tällä alueella

Näin näyttää kesäkuussa 2018 ISS: llä sijaitseva kylmän atomin laboratorio.

On huomattava, että syntynyt kondensaatti -ei ensimmäinen rakennettu mikropaino. Useat aiemmat kokeet ovat osoittaneet, kuinka tämä ainefaasi käyttäytyy nollapainon ollessaan. Mutta LHA on ensimmäinen laboratorio, joka on pysyvästi olemassa tässä ympäristössä. Sen menestystä ei odotettu, koska itse laboratorio on suunnilleen keskimääräisen astianpesukoneen kokoinen.

Lisäksi saadun laajuusBose-Einsteinin kondensaatti ja sen selitys vaihtelevat pimeän energian etsinnän, gravitaatioaaltojen sekä yleisen relatiivisuuden suhteen liittyvien testien perusteella. Tämän löytön merkitystä tuskin voi kuitenkaan aliarvioida.

Mitä kokeita tehdään ISS: llä?

Itse asiassa valtavauseita tieteellisiä kokeita, joista jokainen on ainutlaatuinen ja jonka avulla voit tuntea paremmin maailmankaikkeuden ja itsemme. Joten yksi avaruustutkimuksen pääalueista on nykyään suuren määrän erilaisten kasvien viljely ISS: ssä. Koko aseman toiminnan ajan kosmonautit ovat kasvattaneet ohraa, herneitä, retiisiä, vehnää, salaattikasveja jne. Myös syöpää ja Parkinsonin tautia koskevat tutkimukset ovat käynnissä.

Mietit: Miksi tiedemiehet lähettivät marihuanaa ISS: ään?

Lisäksi Mayo Clinic -hanke viljeleekantasolut - tämä antaa tutkijoille mahdollisuuden ymmärtää, miksi tietyt syöpätyypit ovat vastustuskykyisiä kemoterapialle. parantaa ymmärrystämme syövän vastustuskyvystä kemoterapiaan. Lue kuudesta mielenkiintoisimmasta tieteellisestä kokeesta kansainvälisellä avaruusasemalla kollegani Ilya Khelin materiaalista.