ناسا سردترین دمای جهان را ایجاد می‌کند

به گزارش پایگاه خبری “ججین”، ناسا در تلاش برای رسیدن به سردترین دمای جهان، تکنولوژی پیشرفته‌ای را به ایستگاه بین‌المللی فضایی می‌فرستد؛ این دستگاه می‌تواند دمایی ۱۰ میلیارد برابر سردتر از خلای فضا ایجاد کند.

این دستگاه که «آزمایشگاه اتم سرد» نام دارد، به اندازه یک یخ‌دان مسافرتی است و قرار است با موشک مداری «سیگناس ATK» به فضا پرتاب شود. این آزمایش به دانشمندان کمک می‌کند که خواص کوانتوم عجیب و غریب اتم‌های بسیار سرد را مشاهده کنند.

ترکیبی از لیزر و آهنربا برای سرد و کند کردن ابری از اتم‌ها استفاده خواهد شد تا دمای اتم‌ها به کسری زیر صفر مطلق، صفر مطلق کلوین، برسند. دمای صفر کلوین به طور دقیق برابر منفی ۲۷۳/۱۵ درجه سانتی‌گراد یا منفی ۴۵۹/۶۷ درجهه فارنهایت است.

صفر مطلق سردترین دما در جهان محسوب می‌شود و رسیدن به آن غیرممکن است چراکه وقتی اتم‌ها به این دما می‌رسند از حرکت بازمی‌ایستند.

اما آزمایشگاه اتم سرد می‌تواند ابرهای اتمی را به یک دهم میلیارد درجه بالاتر از صفر مطلق برساند که این امر باعث می‌شود اتم‌ها به شدت آهسته حرکت کنند و پدیده‌های کوانتومی میکروسکوپی را به نمایش بگذارند.

این ابرها چگالش بوز-اینشتین نامیده می‌شوند. چگالش بوز اینشتین حالتی از ماده است که در آن، یک گاز رقیق بوزون را تا دمای بسیار پایین و در منفی ۲۷۳/۱۴ درجه سانتی‌گراد سرد می‌کنند. در اثر دمای بسیار پایین در این گذارفازی، بخش بسیار بزرگی از بوزون‌ها، کمترین حالت کوانتومی را اشغال می‌کنند و در آن نقطه پدیده کوانتومیِ‌ ماکروسکوپی آشکار می‌شود. بوزون‌های سرد در هم فرو می‌روند و ابر ذره‌هایی که رفتاری بیشتر شبیه یک ریزموج دارد تا ذره‌های معمولی شکل می‌گیرد. ماده چگال شده بوز اینشتین شکننده و سرعت عبور نور در آن بسیار کم‌است.

می‌توان این ابرها را در زمین ساخت اما وجود نیروی گرانش مشکلاتی را به وجود خواهد آورد؛ نیروی گرانش این ابرها را به‌سرعت به سمت پایین می‌کشد بنابراین تنها برای چند ثانیه فرصت جذب دارند.

این مشکل در محیط میکروگرانشی ایستگاه فضایی بین‌المللی وجود ندارد؛ بدین ترتیب دانشمندان زمینی می‌توانند عملکرد دستگاه را از راه دور کنترل کنند و اتم‌ها را برای ۱۰ ثانیه زیرنظر بگیرند.

به گفته دانشمندان، این طولانی‌ترین زمانی است که بشر قادر به تماشای چگالش بوز-اینشتین خواهد بود.

این آزمایش مزیت‌های علمی زیادی دارد. از آنجایی که چگالش بوز-اینشتین یک سوپرسیال، نوعی سیال با میزان چسبندگی صفر، است؛ این آزمایش به دانشمندان اجازه خواهد داد که درک بهتری از این حالت ماده پیدا کنند.

آنیتا ینگوپتا، مدیر اجرایی این پروژه می‌گوید: «اگر شما آب سوپرسیال داشته باشد و آن را در یک لیوان به اطراف تکان دهید، برای همیشه به چرخش ادامه خواهد داد چراکه هیچ چسبندگی وجود ندارد که حرکت را کند کند یا انرژی جنبشی آن را از بین ببرد. اگر بتوانیم به درک بهتری از فیزیک سوپرسیالات دست یابیم، می‌توانیم از این دانش برای انتقال کارآمدتر انرژی استفاده کنیم».

مترجم: هانا حیدری