PROEVERYTHING & even more
Наука • • • Читати оригінал на Nasa • 1 хв читання • 1

NASA оновила лабораторію Cold Atom Lab на МКС для квантових досліджень

Астронавти на Міжнародній космічній станції активували оновлену лабораторію Cold Atom Lab від NASA, яка призначена для вивчення фундаментальних властивостей матерії та розробки нових квантових технологій. Унікальні умови мікрогравітації дозволяють вченим проводити експерименти з ультрахолодними атомами, що неможливі на Землі через гравітаційний вплив. Нове обладнання допоможе досліджувати п'ятий стан агрегатного стану речовини — конденсат Бозе-Ейнштейна, відкриваючи шлях до створення високоточних інструментів для вимірювання часу та руху.

#NASA #Cold Atom Lab #квантові технології #МКС #космос #фізика
NASA оновила лабораторію Cold Atom Lab на МКС для квантових досліджень — ілюстрація до новини в рубриці «Наука»
NASA оновила лабораторію Cold Atom Lab на МКС для квантових досліджень — ілюстрація до новини в рубриці «Наука» · Джерело зображення: Nasa

За даними Nasa, оновлена лабораторія Cold Atom Lab на Міжнародній космічній станції (МКС) отримала нове наукове обладнання, що дозволить проводити складніші дослідження квантової фізики. Об'єкт розміром з невеликий холодильник працює дистанційно з Землі та спеціалізується на охолодженні атомів до температур нижче -237 градусів Цельсія, що майже відповідає абсолютному нулю.

Механіка створення конденсату Бозе-Ейнштейна

У таких екстремальних умовах атоми втрачають свої індивідуальні властивості та починають поводитися як єдина квантова хвиля, утворюючи конденсат Бозе-Ейнштейна (BEC). Це п'ятий стан агрегатного стану речовини, що виходить за межі твердих тіл, рідин, газів та плазми. Мікрогравітація на низькій навколоземній орбіті є критично важливою для цього процесу, оскільки вона дозволяє квантовим хвилям ставати більшими та взаємодіяти протягом тривалого часу.

Процес підготовки атомів у лабораторії включає кілька етапів:

  • Нагрівання смужок металу рубідію або калію до 400 градусів Цельсія для створення газу у вакуумній камері;
  • Використання лазерів із певними частотами для відведення енергії від атомів та їхнього подальшого охолодження;
  • Захоплення охолодженого газу в магнітну пастку;
  • Додаткове зниження енергії атомної хмари до стану майже повної зупинки для максимізації часу перебування у мікрогравітації.

    • Квантова революція 2.0

    Як зазначив Jason Williams, науковий керівник проекту Cold Atom Lab у Jet Propulsion Laboratory (JPL), ультрахолодне середовище дозволяє проводити надзвичайно точні вимірювання часу, гравітації та руху. Нове оновлення надає інструменти для дослідження природи Всесвіту на фундаментальному рівні.

    Ethan Elliott, заступник наукового керівника проекту в JPL, підкреслив стратегічне значення роботи: «Ми демонструємо, що можемо забезпечувати надійну роботу квантових технологій у космосі. Ми виконуємо квантову революцію 2.0 — пряме маніпулювання великими квантовими станами». Це дослідження є продовженням роботи над технологіями, що в минулому столітті призвели до появи лазерів, мобільних телефонів та МРТ-сканерів.

    Проєкт підтримує п'ять міжнародних команд, які вивчають фундаментальну фізику та тестують готовність квантових інструментів для майбутніх космічних місій.

Контекст для України

Для української наукової спільноти розвиток квантових технологій є пріоритетним напрямком, оскільки Україна активно інвестує у створення власних квантових обчислювальних потужностей та систем зв'язку. Доступ до результатів досліджень NASA дозволяє українським фахівцям з фізики твердого тіла та квантової оптики інтегрувати світові стандарти в національні наукові програми. Хоча прямий доступ до МКС обмежений, дані експериментів стануть базою для розробки високоточних датчиків гравітації та часу, що можуть бути використані у майбутньому для створення автономних навігаційних систем або прецизійного промислового обладнання в Україні.

Часті запитання

Чому дослідження ультрахолодних атомів проводять саме на МКС?
Мікрогравітація на низькій навколоземній орбіті є критично важливою для створення конденсату Бозе-Ейнштейна. Вона дозволяє квантовим хвилям ставати більшими та взаємодіяти протягом тривалого часу, що неможливо реалізувати на Землі через гравітаційний вплив.
Які технології можна створити завдяки роботі Cold Atom Lab?
Дослідження в лабораторії відкривають шлях до створення високоточних інструментів для вимірювання часу, гравітації та руху. Це частина квантової революції 2.0, яка передбачає пряме маніпулювання великими квантовими станами.
Telegram

Свіжі новини у нашому Telegram

Отримуйте миттєві сповіщення про нові публікації в рубриці «Наука»

@proscienceandevenmore