NASA要造出宇宙最冷之地，用于量子力学研究

同志们注意了，NASA 又在搞事情，把一个??冷原子实验室送到国际空间站去，发射时间定在 5 月 21 日。

成功之后，这个实验室将成为目前宇宙中最冷的地方。有多冷呢？NASA 冷原子实验室上的设施将使用激光器和其他技术，将原子冷却到绝对零度附近。

绝对零度是个啥概念？绝对零度相当于零下 459.67 华氏度，或零下 273.15 摄氏度！

冷原子实验室（CAL）将在国际空间站上创造一个比太空真空度低 100 亿倍的光点。

冷原子实验室（CAL）是一个物理研究设施，由美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）在加利福尼亚州设计和制造，其尺寸跟冰箱差不多。

打造太空中的量子力学的乐园

据报道，冷原子实验室耗资 8300 万美元，主要目标是制造出名为“玻色—爱因斯坦凝聚体（BEC）”的独特“超流体”物质态，供科学家研究宏观尺度上的量子力学。

BEC 是一个特殊的“云”，由数十万个原子组成的，当被冷却到绝对零度附近时，数十万个原子的行动保持同步，就像单一的量子物体一样。

好，现在问题来了，为啥这个实验不能在地球上搞呢？这是因为，地球上有重力，在重力作用下，BEC 活不过几秒。

但是到太空里就不同了，太空是微重力或无重力环境，所以 BEC 可以保持 10 秒左右，这个时间足够将其冷却到超低温度。这可是重大突破啊，有可能在未来 15 年里产生新的物理学！

麻雀虽小五脏俱全

首先这个麻雀必须的小，要知道国际空间站可是个寸土寸金的地儿啊，那的价格可比北京一环高多了，所以设备必须足够小。

那就压缩呗，费老劲能装下一整个屋子的实验设备挤进了一个冰箱大小的箱子里。

它会利用激光来冷却铷和钾原子，使它们几乎停滞不动，然后，用磁场捕捉原子云。

最还要用到其它的冷却技术，比如无线电波“刀”，用其来剥离能量最高的原子等，将原子云冷却到更接近绝对零度的温度，从而创造出 BEC。

别以为到了空间站就万事大吉了，这个箱子还得严加保护，因为来自地球的磁场是很大的威胁，咋办？做个保护层呗。

而且，实验只有在国际空间站上的科研人员睡觉之后才运行，以尽量减少任何运动可能造成的干扰。

其实本来科学家们是完成更加复杂的实验的，但因为复杂设备在研发时出了问题。本来科学家们想执行基于太空的原子干涉测量。

简单解释下，将 BEC 的量子波分成两部分并重新组合，得到的干涉图案让科学家可以更精确地分析重力的影响，也能让他们测试 BEC 是否可用作极为灵敏的旋转和重力传感器。

不过科学家们还在研发更加高级的设备，预计高级套件会在 2019 年抵达国际空间站。

气泡和漩涡

这将成为量子力学的福地，因为重力条件跟地球完全不一样，所以会有截然不同的实验效果。

届时，将有 5 支研究团队使用这一实验室进行实验。其中一个团队计划使用无线电波和磁场，让 BEC 形成约 30 微米的气泡形。

要说的时空间站实验室里形成的气泡和地球上形成的气泡一定是不同的，在地球上 BEC 会形成圆盘或球体。

史密斯学院理论物理学家科特尼兰·内特说，在空间站很可能形成一种名为“涡流”的旋涡。

但是地球上，当流体下落产生气泡的过程总是会以碗形状结束。除非摆脱重力影响，不然无法形成涡旋。

核物理学家对这一结构非常感兴趣，因为它们与由中子和质子构成的罕见的三粒子核类似，而科学家目前对三粒子核知之甚少。

所以这个实验室未来会给我们带来更多的惊喜！

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发布媒体：好百科 作者：TechPunk