NASA创造出超低温“玻色
时间:2017-12-07

  美国宇航局创造超低温“玻色

  “科技日报”(记者范琳琳)舞者在舞台上跳舞,同样的动作,太棒了。当温度达到极限时,原子的运动已经与同一个舞者同步,这是一种叫做玻色 - 爱因斯坦凝聚的奇怪现象。为了研究它,研究人员需要将原子冻结到绝对零度以上的温度,将原子的能量降到最低,并且接近绝对的休息。

  根据物理学家组织网站10月21日(北京时间)斯坦冷凝,NASA的冷原子实验室(CAL)宣布其团队成功创建了Bose-Ain NASA喷气推进实验室,这是一个重大突破。将于2016年底在空间站首次亮相的特殊仪器。

  冷原子实验室的目标是研究在特殊仪器中产生的气体的过冷量子。在空间站的科学家将使用这个工具探索原子在更长的停留时间相互作用的微重力状态,不受重力的影响,并在超低温几乎静止。

  玻色 - 爱因斯坦凝聚体在1995年被观察到,并成为有史以来最热门的物理课题之一。凝聚态仅在宇宙绝对零度以上百万分之一摄氏度的温度形成。在苛刻的温度条件下,量子机制控制下的原子行为异常,开始合并,重迭并逐渐同步,形成物质的新状态,如波状态和粒子状态。

  在极端温度下观察量子现象,证实了一些最基本的物理定律。冷原子实验室的地面测试平台是美国宇航局喷气推进实验室最酷的部分,温度达到200纳升(1开尔文温度等于10亿纳米)。项目科学家罗比·汤普森(Robbie Thompson)说,虽然凝聚态物质已经在世界许多地方产生,但空间站微重力环境的温度和长期一致性低至略微开放(1开尔文等于1万亿个微微开放)状态可能同时被获得,并将创造宇宙中最冷的物质。

  这项研究的力量是在几秒钟内产生稳定的玻色 - 爱因斯坦凝聚。冷原子实验室的研究人员使用激光冷却具有铷化学成分的原子,最终加入钾原子。除了产生凝聚态物质外,实验室还提供了一些辅助工具,以几种不同的方式操作和检测这​​些量子气体。

  这一成就丰富了我们对精密敏感量子探测器发展的认识。这种量子探测器可以监测地球和其他恒星的重力或创造更先进的导航设备。超冷原子也会影响光学原子钟的发展,这个原子钟将成为未来的时间标准。汤普森说,美国宇航局不仅使用最先进的望远镜向外看大地宇宙,而且还在原子尺度上探索物理学。

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