NASAs Cold Atom Lab CAL wurde von einem ins All geschossenSpaceXRakete im Jahr 2018. Seitdem hat sie die Orbitalmeilen an Bord der Internationalen Raumstation ISS gesammelt und gleichzeitig bei der Erforschung und Entwicklung von Quantentechnologien geholfen.
Die vielseitige Einrichtung, die vom Jet Propulsion Laboratory der NASA auf der Erde aus fernbedient werden kann, hat kürzlich bei der Schaffung von "exotischer Materie" an Bord der ISS geholfen.
NASA-Forscher berichteten kürzlich über die Produktion von Rubidium-Bose-Einstein-Kondensaten BECs – Atome, die beim Abkühlen bestimmter Elemente gebildet werdenbis nahe dem absoluten Nullpunkt 0 Kelvin, minus 273,15 Celsius.
ZUSAMMENHANG: DIE INTERNATIONALE RAUMSTATION WIRD 2020 FÜR TOURISTEN GEÖFFNET
Studien von BECs in Mikrogravitation
BECs haben Ähnlichkeiten mit Kaliummetall und Cäsiummetall in Bezug auf physikalisches Aussehen, Weichheit und Leitfähigkeit. Sie werden manchmal als "fünfter Aggregatzustand" bezeichnet, weil Materie in einem BEC aufhört, sich als unabhängige Partikel zu verhalten und zu einem einzigen zusammenfälltQuantenzustand, der mit einer einzigen einheitlichen Wellenfunktion beschrieben werden kann.
Das Problem mit BECs ist, dass sie unglaublich zerbrechlich sind. Da sie auf so niedrige Temperaturen gekühlt werden müssen, reicht die geringste Interaktion mit der Außenwelt aus, um sie über ihre Kondensationsschwelle hinaus zu erwärmen.
Als solche sind sie auf der Erde fast unmöglich zu studieren. Nicht nur die Temperaturen sind zu hoch, die Schwerkraft der Erde stört auch die Magnetfelder, die erforderlich sind, um BECs für die Beobachtung an Ort und Stelle zu halten.
"Mikrogravitation ermöglicht es uns, Atome mit viel schwächeren Kräften einzuschließen, da wir sie nicht gegen die Schwerkraft stützen müssen", sagte Robert Thompson vom California Institute of Technology in Pasadena.AFP.
Klarere Beobachtungen als je zuvor
Die in der Zeitschrift veröffentlichte Forschung Natur detailliert mehrere erstaunliche Unterschiede in den Eigenschaften von BECs, die auf der Erde erzeugt wurden, und denen, die an Bord der ISS beobachtet wurden.
BECs in terrestrischen Labors haben normalerweise Millisekunden gedauert, bevor sie sich aufgelöst haben. An Bord der ISS, die BECs dauerten mehr als eine volle Sekunde. Dies mag zwar nicht viel erscheinen, ermöglichte den Forschern jedoch beispiellose Einblicke in die Eigenschaften von BECs.
Mikrogravitation an Bord der ISS bedeutete auch, dass die Magnetfelder, die zur Manipulation der Atome benötigt werden, schwächer sein könnten, was ihre Abkühlung beschleunigt und klarere Bilder ermöglicht.
Der Leiter des Forschungsteams David Aveline sagte, dass das Studium von BECs in Mikrogravitation eröffnete eine Fülle von Forschungsmöglichkeiten:
"Die Anwendungen reichen von Tests der allgemeinen Relativitätstheorie und der Suche nach dunkler Energie und Gravitationswellen bis hin zur Navigation von Raumfahrzeugen und der Suche nach unterirdischen Mineralien auf dem Mond und anderen planetarischen Körpern", erklärte er.