НАСА создаст на МКС «самое холодное место во Вселенной»

Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства NASA планирует летом 2017 года реализовать на Международной космической станции проект по созданию самого холодного места во Вселенной.

Как сообщается на официальном сайте NASA, на МКС будет отправлен инструмент под названием "Лаборатория охлажденных атомов" (Cold Atom Lab). Его создали в Лаборатории реактивного движения в Пасадене (Калифорния). Инструмент предназначен для проведения опытов при низкой температуре. Он способен замораживать атомы газа до температуры, лишь на миллиардные доли градуса выше абсолютного нуля.

Теоретические расчеты показывают, что при крайне низкой температуре твердые тела, жидкость и газ не могут существовать в нашем традиционном представлении о них. И на первый план выйдут квантовые эффекты. Главная цель проекта - исследование этих квантовых феноменов.

Согласно современным космологическим моделям, Вселенная на 27% состоит из темной материи, на 68% - из темной энергии. На долю "обычной" материи, которую наука в состоянии найти и изучить, приходится лишь 5%. "Изучение гиперхолодных атомов может изменить наше понимание материи, - говорит научный руководитель проекта Роберт Томпсон. - Мы надеемся на то, что проведение опытов с лабораторией охлажденных атомов даст новые знания и улучшит представление о фундаментальной природе гравитации и темной энергии - одних из самых распространенных сил во Вселенной".

Физиков давно интересовало, как подобные коллективные "атомы" ведут себя в космосе, однако проверка их идей была затруднена тем, что установка, способная охладить атомы щелочных металлов для их превращения в конденсат Бозе-Эйнштейна, занимала несколько зданий. Недавно немецкие инженеры создали миниатюрную версию этой системы и отправили ее в космос, создав первый "космический" конденсат Бозе-Эйнштейна.

Американские ученые планируют запустить более масштабный и продолжительный эксперимент с конденсатом Бозе-Эйнштейна на борту МКС, отправив туда этим летом прибор CAL – ящик-холодильник размером с чемодан. Внутри него будет поддерживаться температура, всего на миллиардную долю градуса Кельвина большая абсолютного нуля.

Подобный показатель, как объясняет Томпсон, примерно в 100 миллионов раз меньше, чем типичная температура космического пространства, что сделает внутренности CAL самым холодным местом во Вселенной.

Отсутствие земной гравитации на борту МКС, по мнению ученых, продлит жизнь конденсату в десятки и сотни раз, что позволит физикам дольше изучать его свойства и использовать такие "коллективные атомы" для проведения простейших квантовых расчетов и экспериментов. Томпсон ожидает, что в космосе конденсат Бозе-Эйнштейна проживет как минимум 5-10 секунд, а в будущем, когда на борт МКС будут отправлены новые версии CAL, этот показатель будет увеличен в сотни раз.

Помимо фундаментальной науки, такие опыты, как отмечает НАСА, помогут создать более точные атомные часы, приблизиться к созданию квантовых компьютеров и сверхчувствительных датчиков, работающих на базе квантовых эффектов.