ناسا با استفاده از لیزر، سردترین دمای جهان را میسازد!
مجله علمی ایلیاد - این موضوع بسیار هیجانانگیز است. در تلاش برای ایجاد سردترین دمای ممکن، ناسا درحال ارسال دستگاهی به ایستگاه فضایی بینالمللی است که قادر است نقطهای با دمای ۱۰ میلیون برابر سردتر از خلاء را ایجاد کند. این دستگاه «آزمایشگاه اتم سرد» نامیده میشود که به اندازهی یخدان مسافرتی در داخل موشک «Orbital ATKCygnus» قرار میگیرد و به دانشمندان در مشاهدهی خواص عجیب کوانتومی اتمهای بسیار سرد کمک میکند.
برای خنک و آهسته کردن سرعت ابر اتمی و رساندن دمای آن به نزدیکی صفر مطلق که به صفر کلوین هم شناخته شده، از ترکیبی از لیزرها و آهنرباها استفاده میشود. صفر مطلق، سردترین درجه حرارت در کل جهان هستی است، این درجه حرارت، غیرقابل دسترس است، چرا که در این دما اتمها از حرکت باز میایستند. اما آزمایشگاه اتم سرد «CAL» میتواند ابرهای اتمی را تا یکدهم یکمیلیاردم درجه بالای صفر مطلق سرد کرده و منجر به حرکت فوقالعاده آهستهی آنها شود تا پدیدهای کوانتومی میکروسکوپی را نمایش دهد.
این ابرهای اتمی، «گاز بوز اینشتین» نامیده میشوند. میتوان این ابرها را روی زمین هم تولید کرد، اما چون گرانش زمین آنها را به سرعت به سمت پایین میکشد، بنابراین این ابرها تنها میتوانند در کسری از ثانیه دیده شوند. محیط گرانشی ضعیف ایستگاه فضایی بینالمللی بر این مشکل فائق آمده است و به دانشمندان روی زمین اجازه میدهد تجهیزات را از راه دورکنترل کرده و بتوانند تا ۱۰ ثانیه این ابرهای اتمی را مشاهده کنند. این مدت زمان، با اختلاف زیاد، طولانیترین مدت زمانی است که گاز بوز اینشتین مشاهده شده است. این موضوع برای دانشمندان دارای مزایایی است. به علت اینکه گاز بوز اینشتین بهعنوان اَبَرسیال نیز شناخته میشود، به ما در درک بهتر ابرسیالها کمک خواهد کرد.
«آنیتا سنگوپتا»، مدیر پروژهی CAL آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا «JPL» در سال گذشته، گفت: «اگر آبی که به صورت ابرسیال است را در لیوانی بچرخانید، برای همیشه به چرخش خود ادامه خواهد داد. هیچ نیروی چسبندگی برای کم کردن سرعت این مایع وجود ندارد و انرژی جنبشی آن را از هم میپاشاند. اگر بتوانیم ساختار ابرسیال را بهتر درک کنیم، این امکان به وجود خواهد آمد که انتقال مؤثرتر انرژی از آن را بیاموزیم.»
همچنین درک بهتر ساختار ابرسیال میتواند به تولید رساناهای پیشرفته و ابزارهایی مثل دستگاههای تداخل کوانتومی ابررسانا، کامپیوترهای کوانتوم و ساعتهای اتمی سرد شده با لیزر کمک کند و به مشاهدهی پدیدههای کوانتومی تازه کمک خواهد کرد. این موضوع در شناسایی و درک انرژی تاریک نیز کمک خواهد کرد.
«رابرت تامپسن» دانشمند پروژهی CAL از JPL میگوید: «مطالعهی چنین اتمهای فوقالعاده سردی، میتواند درک ما در مورد ذات و ماهیت بنیادی گرانش را تغییر دهد. آزمایشهایی که ما در آزمایشگاه اتم سرد انجام میدهیم، به ما در فهم بهتر گرانش و انرژی تاریک کمک میکند.»
آزمایشگاه اتم سرد، تنها محمولهی ارسالی برای ایستگاه فضایی بینالمللی با موشک Cygnus نیست. این موشک یک سکستانت دستی برای مسیریابی اضطراری ستارهای و همچنین تکنولوژی توالی بیومولکولی به منظور توالیگذاری میکروبهای یافت شده در ایستگاه فضایی بینالمللی را با خود حمل کرد.
پرتاب این موشک در روز ۳۱ اردیبهشت ۱۳۹۷ در ساعت ۸:۳۹ به وقت جهانی پرتاب شد.
نوشته: مایکل استار
ترجمه: سیندخت سرلک - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: سیندخت سرلک - مجله علمی ایلیاد