Американское космическое агентство НАСА отправляет на борт Международной космической станции научную установку, в недрах которой будет создана область пространства, в 10 миллиардов раз более холодная, нежели космический вакуум. Эта установка, Cold Atom Laboratory (CAL), является частью груза ракеты Cygnus компании Orbital ATK, и она позволит ученым изучать квантовые свойства ультрахолодных атомов в условиях невесомости.
Для охлаждения и замедления облака атомов в установке CAL будет использоваться сложная комбинация магнитных полей и лучей лазерного света. Это позволит достичь температуры в крошечные доли градуса выше температуры абсолютного нуля, 0 Кельвинов или -273.15 градуса по шкале Цельсия. Абсолютный ноль - это самая холодная температура, к сожалению, ее невозможно достичь на практике, ведь при этой температуре тепловые колебания атомов полностью прекращаются.
Оборудование установки CAL позволит охладить атомы до одной десятой от миллиардной части градуса выше абсолютного нуля. При такой температуре тепловое движение частиц будет крайне и крайне медленным, а на первый план выдут их квантовые свойства и явления квантовой природы.
Облако охлажденных атомов известно под названием конденсата Бозе-Эйнштейна. Такие конденсаты неоднократно создавались и изучались в лабораторных условиях на Земле. Но во всех этих экспериментах всегда присутствовал один фактор - земная гравитация, которая притягивала вниз атомы конденсата и разрушала его за доли секунды времени.
Условия микрогравитации на борту космической станции позволят если не убрать полностью, то свести к минимуму влияние гравитации. И, согласно предварительным расчетам, конденсат Бозе-Эйнштейна сможет существовать в камере установки CAL в течение 10 секунд, что, в свою очередь, позволит ученым наблюдать то, что они не могли видеть раньше из-за влияния гравитации.
Эксперименты, которые будут проводиться на установке CAL, позволят ученым глубже исследовать свойства сверхтекучей жидкости, которой является конденсат Бозе-Эйнштейна, углубить наши знания о природе гравитации, явления сверхпроводимости и исследовать ряд технологий, которые позже можно будет использовать при создании квантовых компьютеров и атомных часов, к примеру. Кроме этого, длительные наблюдения за конденсатом Бозе-Эйнштейна могут помочь ученым обнаружить и изучить понятие темной энергии, таинственной силы, которая несет ответственность за ускорение процесса расширения Вселенной.
