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英媒:NASA拟向国际空间站发射神秘盒子 再现宇宙最冷点

2017-03-09 12:14:00 来源:参考消息网 责任编辑:朱方雨

核心提示:据研究人员说,该装置能把气体原子冷冻至只比绝对零度高十亿分之一度。

参考消息网3月9日报道 英媒称,一个准备发射到国际空间站的小盒子不久将再现宇宙最冷点。

据英国《每日邮报》网站3月7日报道,这个盒子配有激光、真空室和电磁刀,能去除气体粒子的能量,使原子的温度降至极低。

报道称,当这些原子在这个名为冷原子实验室(CAL)的盒子中冷冻后,它们就会形成一种独特的“超流体”物质状态,被称作玻色-爱因斯坦凝聚态。

CAL由美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(JPL)设计建造,目前处于装配的最后阶段,计划于今年8月由太空探索技术公司(SpaceX)执行CRS-12商业补给服务任务的飞船运送至国际空间站。

据研究人员说,该装置能把气体原子冷冻至只比绝对零度高十亿分之一度。

CAL项目科学家、JPL的罗伯特·汤普森说:“研究这些超低温原子可以重塑我们对物质和重力基本性质的认识。”

他说:“我们用CAL进行的试验将让我们深入了解重力和暗能量,它们在宇宙中普遍存在。”

在这些极端温度下,原子将形成名为玻色-爱因斯坦凝聚态的状态。在这种状态下,这种冷凝物是一种超流体,粘滞性消失,这使原子能够无摩擦地移动,就好像它们是一整块固体。

此外,它们会看起来更像是波,而非粒子,它们一排排相伴而动,像是“神秘的波形”。

但据NASA说,研究人员还从未在CAL将要实现的如此低温下观察这种状态。

NASA从未在太空中创造或观察到这种状态——而在地球上,重力意味着只能在几分之一秒内观测到这种状态。

在国际空间站的微重力环境下,这些原子能更长时间保持波的形式,从而使科学家有更长的窗口期观察它们的表现。

研究人员预测,这种环境可使对冷凝物的观察时间长达5至10秒,而且有朝一日,这个时间有可能延长至数百秒。

CAL项目经理、JPL的阿妮塔·森古普塔说:“如果把超流体水放在一个玻璃杯中旋转,那它会永远旋转下去,因为没有粘滞性让它慢下来和消耗动能。如果我们能更深入地了解超流体的物理性质,那我们就有可能学习利用这些特性来更高效地传输能量。”

5个小组计划用CAL做试验,包括科罗拉多大学博尔德分校和美国国家标准与技术研究所的埃里克·康奈尔,他是因1995年在实验室中首次创造出玻色-爱因斯坦凝聚态而获得诺贝尔物理学奖的科学家之一。

这项试验可以为改进用于空间导航的传感器、量子计算机和原子钟铺平道路。

此外,这项试验还能进一步揭示暗能量。

CAL项目副经理、JPL的卡迈勒·奥德吉里说:“这意味着,即便以目前所有的技术,我们也只能看到宇宙的5%。就像伽利略第一台望远镜上的一个新镜片,CAL中的超灵敏冷原子有可能揭示超出已知物理前沿的许多奥秘。”

目前CAL正在接受各种测试,为运往卡纳维拉尔角做准备。


喷气推进实验室的科学家对这个名为冷原子实验室的小盒子进行环境测试(英国物理科学新闻网站)

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