https://frosthead.com

Waarom (een deel van) het internationale ruimtestation binnenkort de koudste plaats in het heelal wordt

Wat gebeurt er als atomen echt, heel koud worden? Wetenschappers weten dat ze langzamer worden als ze het absolute nulpunt naderen, maar de lastige aantrekkingskracht van de aarde maakt het moeilijk om te observeren wat er gebeurt als ze extreem laag zijn. Maar kom augustus, dat gaat veranderen wanneer NASA de koudste plek in het bekende universum creëert.

Dat koele klimaat zal zich in een klein laboratorium bevinden, ongeveer de helft van de grootte van een koelkast. Het wordt het Cold Atom Laboratory genoemd en het zal via SpaceX-raket naar het internationale ruimtestation worden gestuurd, meldt SNAPPA Science. Binnenin worden atomen afgekoeld tot een miljardste graad boven het absolute nulpunt (459.67 ° F), zegt NASA - 100 miljoen keer kouder dan de diepste delen van de ruimte.

Maak je geen zorgen als je alleen al over die temperaturen rilt. De experimenten beloven een aantal behoorlijk intrigerende resultaten te hebben. Het laboratorium zal atomen afkoelen in de hoop dat het Bose-Einstein-condensaat wordt, een funky vorm van materie die wetenschappers pas recent ontdekten.

Om dit vreemde fenomeen te begrijpen, helpt het om te onthouden dat wanneer wetenschappers over temperaturen praten, ze echt verwijzen naar hoe snel atomen bewegen. Meer opgewonden atomen gaan sneller en hebben hogere temperaturen, en vice versa. De koudste en langzaamste atomen die ooit kunnen worden genoemd, staat bekend als 'absoluut nul', wat hypothetisch een oneindige hoeveelheid werk zou inhouden en daarom fysiek onmogelijk te bereiken is. Maar wetenschappers kunnen net boven die vreemde toestand uitkomen.

Dat is wanneer dingen raar worden. Ultrakoude atomen verliezen hun normale fysieke eigenschappen en beginnen zich meer als golven dan deeltjes te gedragen. In 2001 won een groep natuurkundigen de Nobelprijs voor het uiteindelijk bereiken van die staat, die bekend staat als Bose-Einstein-condensaat.

Laureaat Eric Allin Cornell, vertelt Rachel Kaufman van Sigma Pi Sigma: 'Naarmate dingen kouder worden, heeft de kwantummechanische aard van [atomen] de neiging om meer uitgesproken te worden. Ze worden meer en meer golvend en minder als deeltjes. De golven van het ene atoom overlappen met een ander atoom en vormen een gigantische supergolf, zoals een gigantische, Reagan-achtige pompadour. "NASA beschrijft het als rijen van atomen die" samen bewegen alsof ze op een bewegend weefsel rijden. "

Als dit moeilijk voor te stellen is, hoeft u zich geen zorgen te maken: natuurkundigen vinden het moeilijk om het te zien wanneer het recht voor hun gezicht staat. De zwaartekracht van de aarde is de schuldige. Zwaartekracht zorgt ervoor dat de atomen naar de aarde willen vallen, dus de toestand kan slechts een fractie van een seconde worden bereikt. Maar in de ruimte wordt gehoopt dat het gebrek aan zwaartekracht Bose-Einstein-condensaten iets langer kan doen, waardoor ze een paar seconden blijven hangen.

Met de mogelijkheid om het condensaat voor een langere periode te zien, hopen onderzoekers dat ze kunnen bestuderen hoe het werkt - en omdat de zwaartekracht niet in het spel is, kunnen ze hun experimenten vergelijken met die op aarde en extrapoleren van informatie over hoe zwaartekracht de atomen beïnvloedt. Volgens NASA kunnen de experimenten doorbraken opleveren voor alles, van quantum computing tot donkere materie. Zodra wetenschappers de fundamentele eigenschappen van materie beter begrijpen, kunnen ze die kennis gebruiken om dingen zoals energie efficiënter over te dragen of preciezere atoomklokken te maken.

De ruimte moet al plaatsen hebben die zo koud zijn als de kleine ijskist van NASA, toch? Fout. Tom Schachtman van Smithsonian merkt op dat de maan slechts 378 ° F onder nul is en zelfs het verste bereik van rillende ruimte is een nietige 455 ° F onder nul. In augustus zouden astronauten willen dat ze een parka hadden gepakt - maar voorlopig is de koudste plek in het universum precies hier op aarde in de laboratoria waar wetenschappers hun kortstondige experimenten doen met langzame, koude atomen.

Waarom (een deel van) het internationale ruimtestation binnenkort de koudste plaats in het heelal wordt