Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Самая холодная точка в известной Вселенной вскоре переместится на МКС.
03.02.2014

Самая холодная точка в известной Вселенной вскоре переместится на МКС.

Оценка: 3.7    2102 8 Наука и Технологии
11:40
В космосе холодно. Температуры в пространстве меж звезд и галактик нередко опускаются до 3°K. А скоро самая холодная точка в известной Вселенной окажется внутри МКС.

Ученые NASA строят Cold Atom Lab – атомный «холодильник», предназначение которого – охлаждать материю до температур около 100 пикокельвин, не встречающихся в естественных условиях. Cold Atom Lab отправится на МКС в 2016 году.

100 пК - это всего одна десятимиллиардная часть градуса выше абсолютного нуля. При столь низких температурах всякая тепловая активность атомов, теоретически, прекращается, и классические концепции жидкости, газа и твердого тела утрачивают свой смысл. Атомы, взаимодействующие у самого порога нулевых энергий, формируют совсем иные состояния вещества – квантовые.

Квантовая механика – это раздел физики, описывающий странные правила, которым подчиняется материя в атомарном масштабе.  В квантовом мире частица может находиться сразу в двух местах, объекты ведут себя одновременно и как волны, и как частицы, и нет ничего определенного: квантовая физика оперирует вероятностями.

В этот мир и собираются заглянуть исследователи, используя Cold Atom Lab. Для начала они планируют взяться за конденсат Бозе-Эйнштейна (БЭК). 

В 1995 году ученые обнаружили, что несколько миллионов атомов рубидия, охлажденных до температуры, близкой к абсолютному нулю, сливаются в единую «волну материи». Позже выяснилось, что подобный фокус сработает и с атомами натрия. В 2001 году Эрик Корнелл, Вольфганг Кеттерле и Карл Виман разделили Нобелевскую премию по физике за экспериментальное наблюдение явления, предсказанного Альбертом Эйнштейном и Шатьендранатом Бозе еще в начале 20-го века.

Если вы создадите два бозе-конденсата и соедините их, они не смешаются, как это сделали бы газы. Вместо этого они будут интерферировать, как волны: тонкие параллельные слои вещества, разделенные прослойками пустого пространства. Атом одного БЭК может «сложиться» с атомом другого, а в результате – не останется ни одного атома.

Cold Atom Lab – место, где можно будет смешать сверххолодные атомные газы и посмотреть, что произойдет. Различные атомы будут взаимодействовать друг с другом в среде, практически свободной от возмущений, что позволит ученым провести высокоточные измерения, которые, возможно, приведут к открытию доселе неведомых квантовых явлений.

Международная космическая станция – лучшее место для подобных исследований. Микрогравитация позволяет добиться температур, гораздо более низких, чем те, которые достижимы на Земле.

Это один из основных принципов термодинамики: при расширении газы охлаждаются, поясняет Роб Томпсон, исследователь из Лаборатории реактивного движения NASA. Распыляя аэрозоль, мы чувствуем, как баллон в руке становится прохладным. Квантовые газы охлаждают примерно также, только вместо баллона – магнитная ловушка, удерживающая атомы вместе.

На МКС такая ловушка может быть очень непрочной, поскольку ей не нужно удерживать атомы от движения под действием силы тяжести. А это позволяет обеспечить большее пространство для расширения – и охлаждение до более низких температур, чем на Земле.

К чему приведут фундаментальные исследования в «атомном холодильнике» - неизвестно. Даже «практические» области применения, названные Томпсоном, звучат, как сошедшие со страниц научной фантастики: квантовые датчики, корпускулярно-волновые интерферометры, атомные лазеры…

Ученые рассматривают Cold Atom Lab, как дверь в квантовый мир. Однако многие двери ведут не только «в», но и «из». Возможно, исследователям удастся собрать многослойную конструкцию из «атомов-волн» толщиной хотя бы с человеческий волос – достаточно большую, чтобы её можно было рассмотреть невооруженным глазом. Порождение квантовой физики шагнет в макромир… Это было бы воистину удивительным.

 


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 8

0  
Veya 03.02.2014 18:50 [Материал]
интересно, а этот новый аппарат не сможет нам устроить ледниковый период, если что то не так пойдёт?
0  
att_aw21w 03.02.2014 15:20 [Материал]
Интересно. Сколько "жрать" энергии будет эта магнитная бутыль?
Статья понравилась.
0  
sezam 03.02.2014 17:19 [Материал]
Какая разница, сколько?
0  
Evgeniy 03.02.2014 15:06 [Материал]
Автор, поправьте. Нет градусов Кельвина, есть Кельвин.
0  
att_aw21w 03.02.2014 15:18 [Материал]
И есть единица измерения - в честь Кельвина.
0  
Evgeniy 03.02.2014 15:26 [Материал]
Об этом речь. Пишется 3 К, то есть 3 кельвина, но не 3 градуса Кельвина. Так раньше (до 1968 года) писали.
0  
sezam 03.02.2014 17:11 [Материал]
по новым правилам рускава езика можно писать "парашут".
Но это не значит, что писать "парашют" - неправильно.
0  
sezam 03.02.2014 17:06 [Материал]
Есть градусы по шкале Кельвина
есть по шкале Цельсия.
есть по шкале Фаренгейта
есть по шкале Реомюра
есть и другие шкалы.
А никакого "есть Кельвин" нету, помер сэр Кельвин давно.

ПС: прочитал в википедии, удивился. Точно, теперь
надо говорить полтора кельвина...
Но привычно все равно в градусах по абсолютной шкале.
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Ученые открыли естественный способ сделать мясо растительного происхождения более «мясистым»
Хорошо приготовленная откормленная лабораторная крыса (без косточек, конечно)ни чем не хуже 
(от renmilk11)

Новая теория гравитации может объяснить расширение Вселенной
Как то утром под деревом Ньютон лежал
Был поддат и сморила его фрустрация
Потому, что (от renmilk11)