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NASA將創造全宇宙中最冰冷的地方,比深太空冷1億倍!

這會比太空深處還冷1億倍。

NASA即將在地球把“最寒冷的地方”送到天體運行的軌道上, 那就是低溫原子實驗室(Cold Atom Laboratory, CAL), 在軌道中, 太空人將會創造出一種前所未見的環境,

裡面有比太空深處冷1億倍的低溫。

低溫原子實驗室會隨著SpaceX火箭抵達國際太空站, 科學家希望原子降到十億分之一的溫度、接近絕對零度時, 這個超冷的箱子會展現出新奇的物理學。

來自NASA噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory), 主導低溫原子實驗室計畫的科學家Robert Thompson說:“研究超低溫原子可改造我們對於物質、重力本質的理解。 ”

“我們在低溫原子實驗室做的實驗, 將能使我們解析重力、暗能量, 這是宇宙中最普遍的力量。 ”

假如你在30秒之前不曾想過地球上最冷的地方是哪, 那你該知道, NASA的低溫原子實驗室是個像櫃子一樣大的冰箱子, 備有雷射、真空室、電磁“刀”, 這個實驗室可使粒子的活動速度變慢, 接近靜止的狀態。

這個實驗室還在最後的建置階段, 所以這個任務在8月啟動時, 會是它最大的考驗。

原訂計畫是要在國際太空站將低溫原子實驗室填滿氣體粒子, 該站獨特的微重力環境, 讓研究者能觀察從沒看過的量子現象, 而這種現象在地球上是不可能有的。

最有趣的是物質奇特的形態, 就是所謂的“玻色愛因斯坦凝聚”, 這是種“超流性”物質狀態, 會使原子漸變為神秘的波形, 這在低溫原子實驗室的溫度中是從未被觀測到的。

NASA解釋, 因為這種狀態的黏度為零, 原子能夠在無摩擦力的狀況下移動, 就像它們是單一、固態的物質一樣。

低溫原子實驗室計畫的負責人Anita Sengupta說:“如果你有超流體水, 在玻璃杯中旋轉它, 它會一直轉下去。 ”

“沒有黏度來讓它慢下來、耗盡運動的能量。 如果我們能更瞭解超流體水的物理學, 我們就可能學會使用它, 以提供更有效率的動力傳導。 ”

玻色愛因斯坦凝聚對物理學家而言特別有趣, 因為在這種狀況下, 規則會改變, 從古典物理學(例如愛因斯坦理論中的廣義相對論)轉變為量子物理學,

而物質運作的方式開始不像粒子, 反而比較像波動。

瞭解這種轉變就能解決現代物理學最棘手的問題:分開應用時, 廣義相對論、量子場論能分別解決宇宙中最大和最小的問題, 但尚未有任何一位物理學家成功將這兩個理論統合成更廣泛的“萬有理論”。

正因如此, 物理學家想花幾天時間來觀察玻色愛因斯坦凝聚, 但因為地球的重力牽引, 自由落體狀態必然會在這種奇特物質上維持著, 所以通常只能觀測到幾秒鐘。

但是在外太空微重力的環境中, 科學家應該能更充分的觀測事物, NASA預計他們在外太空的低溫原子實驗室中, 將能維持玻色愛因斯坦凝聚的狀態長達5到10秒鐘。

這不僅能讓我們想出古典物理學和量子物理學的關係, 還能讓我們更瞭解玻色愛因斯坦凝聚, 可製造出更精確的感應器、望遠鏡、用於太空船導航的原子鐘, 甚至可加速讓世界第一台量子電腦問世。

低溫原子實驗室計畫的副手Kamal Oudrhiri說:“這就像伽利略第一支望遠鏡的新鏡片, 在低溫原子實驗室的超敏感低溫原子,可能會解開物理學中未知的謎團。”

8月快來吧,我們想看到計畫付諸實行!

在低溫原子實驗室的超敏感低溫原子,可能會解開物理學中未知的謎團。”

8月快來吧,我們想看到計畫付諸實行!

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