П'ятий елемент. Як NASA створило новий стан речовини в космосі

П'ятий елемент. Як NASA створило новий стан речовини в космосі
Вчені змогли домогтися нового стану речовини в космосі
Дослідники змогли охолодити частки хімічного елемента до надзвичайно низьких температур у космосі, що створило екзотичний стан матерії. Такі експерименти допоможуть у вивченні квантових ефектів на макроскопічному рівні.
Поки фізики пізнають квантову механіку за допомогою впливу магнітного поля на графен на Землі, їх астро-колеги вирішили, що саме гравітація (а точніше її відсутність) допоможе досягти успіху в цій нелегкій справі.
Як пише Live Science, NASA змогли відтворити рідкісний квантовий стан речовини, завдяки зниженню її температури практично до абсолютного нуля (приблизно -273°C) на Міжнародній космічній станції (МКС).
В якості піддослідного матеріалу використовували атоми рубідію. Вчені охолодили частки до рекордно низької температури - максимально наближеною до абсолютного нуля Кельвіна. Такі термальні умови, що застосовуються до мікроелементів, дозволили спостерігати квантові ефекти на макроскопічному рівні (тобто неозброєним оком).
Завдяки компактній лабораторії Сold Atom - квантовій машині, яка була запущена на МКС в травні 2018-го - дослідники змогли охолодити рубідій до такої температури, щоб він почав виділяти конденсат Бозе - Ейнштейна - агрегатний стан речовини, основу якого складають елементарні частинки - бозони.
У подібному суперохолодженому стані починають проявлятися квантові властивості атомів, які можна помітити без будь-яких приладів.
«Як правило, експерименти з конденсатом Бозе - Ейнштейна вимагають багато обладнання і майже постійного моніторингу вчених, тоді як компактна лабораторія Сold Atom має розмір невеликого холодильника і може керуватися дистанційно з Землі», - каже Роберт Шотвелл, керівник експерименту в Лабораторії реактивного руху у Лос -Анджелесі.
Однією з головних причин, чому експеримент проводили в космосі є ключова особливість Землі - гравітація. Дослідження в земних умовах вимагають наявності лазерів та магнітів для необхідного охолодження речовини, зниження коливальної енергії атомів і зміцнення зв'язку між ними, - фактичного поєднання їх воєдино.
Як тільки зовнішні фактори перестають впливати на матеріал, - в гру вступає звичайна сила тяжіння. Це обмежує виділення потрібного конденсату лише у кілька секунд, і фізикам дуже складно вивчати квантову природу на тривалому проміжку часу таким чином.
В умовах практично нульової гравітації на МКС, експерименти отримують зовсім інші масштаби. Лабораторія Сold Atom може утворювати конденсат Бозе - Ейнштейна, вивільняти його та розглядати явище протягом значно більшого часу - приблизно 5-10 секунд, поки він остаточно не розсіється.
Оскільки в невагомості можна охолоджувати рубідій до низькіших температур, ніж на Землі, розвиток космічних технологій стає важливим аспектом для вивчення квантової механіки.
Нагадаємо, поки діючий рекорд людства по зниженню температури речовини все ж був поставлений на Землі. Три роки тому, вчені з Массачусетського технологічного інституту змогли охолодити з'єднання натрію і калію 23Na40K до наднизької температури у 500 нанокельвінів - 0,0000005°K або -273,1499995°C.
Тоді охолоджені молекули газу змінили свої властивості, призупинивши хаотичний рух та практично сформували єдине тіло. Речовина змогла зберегти свій стан лише на 2,5 секунди.

Related

Цікаво 2801910009730310871

Дописати коментар

Follow Us

Translate

Hot in week

Recent

Comments

Народ проти-політичне ток-шоу

Виберіть бажане відео, натиснувши "PLAYLIST" у лівому кутку цього програвача.

Google+ Followers

Варто подивитись

Виберіть бажане відео, натиснувши "PLAYLIST" у лівому кутку цього програвача.

Facebook

Кількість переглядів

Яндекс.Метрика
item