NASA新裝備升空!將創造宇宙有史最低溫度,比絕對零度高1

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根據熱力學第三定律,絕對零度是宇宙中永遠不可能達到的溫度,但科學家從沒有停止過對絕對零度的挑戰。為了創造出世界上最低的溫度,NASA剛剛向國際空間站(ISS)運送去了一臺特別的科學儀器,它將創造出有史以來宇宙中的最低溫度。

NASA新裝備升空!將創造宇宙有史最低溫度,比絕對零度高1/10億度

這一儀器叫做“冷原子實驗室(Cold Atom Laboratory)”,其內置的激光與磁鐵裝置可以將原子雲冷卻到絕對零度以上約1/10億攝氏度,此時原子移動非常緩慢,表現出微量子現象。通過這種方法可以幫助科學家研究超冷原子的特異量子特性。

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冷卻到絕對零度附近的原子雲也叫做玻色-愛因斯坦凝聚體。這種獨特的物態在地球上也能夠製備,但由於地球引力的存在,玻色-愛因斯坦凝聚體會在瞬間消失,通常只能觀測到幾分之一秒。而國際空間站的微重力環境將克服這一重大問題,位於地球上的科學家能夠遠程操作儀器,觀測玻色-愛因斯坦凝聚體長達10秒。這也將成為迄今為止觀測時間最長的一次。

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玻色-愛因斯坦凝聚體是一種超流體,其粘度為零。研究人員Anita Sengupta表示,如果把超流體放入杯中,並令它旋轉起來,那麼它會永遠旋轉下去(分子間沒有摩擦力來消耗動能)。如果我們能更好地理解超流體的物理性質,那將對我們學習使用這些性質以更有效地傳遞能量提供巨大的幫助。

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此外,這一研究還能幫助我們提高對超導性,以及超導量子干涉器件、量子計算機和激光冷卻原子鐘等裝置的應用。它甚至可以幫助我們檢測和理解暗能量——一種加速宇宙的膨脹的未知能量,最終重塑人類對物質和重力的基本性質的理解。

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冷原子實驗室並不是此次運往國際空間站的唯一科學儀器。火箭還將攜帶手持六分儀來測試緊急恆星導航技術,還有生物分子測序儀,用於對國際空間站上發現的微生物進行測序。

文/朱張航宇


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