国際宇宙ステーションには、宇宙で最も冷たいもののいくつかを作る小型冷蔵庫ほどの大きさの小さな実験室があります。 それはコールドアトム研究所と呼ばれており、科学者たちはしばらくの間、微小重力下での原子の奇妙な量子特性を調査するためにこの部屋を使用してきました。 しかし水曜日（11月15日）、彼らはマイルストーンに達したと発表した。
カリフォルニアにある NASA のジェット推進研究所 (JPL) のチームによって遠隔操作されているコールド アトム研究所は、2 種類の原子を含む量子ガスを正式に生成しました。 これにより、最終的には量子化学におけるまったく新しい宇宙実験への扉が開かれる可能性があります。
物質は 5 つの既知の状態で存在できます。 気体、液体、固体、プラズマがよく知られていますが、物質には奇妙な第 5 の状態もあります。 ボーズ・アインシュタインコンデンサー、1990年代に初めて発見されました。
この物質の状態は自然界には存在しませんが、科学者はそれを作り出すことができます。 ボース アインシュタイン凝縮は、コールド アトム研究所などの極低温研究所で生成されます。そこでは、レーザーまたは磁石が原子雲を絶対零度近く、つまり華氏 -459 度 (摂氏 -273 度) 近くまで冷却するのに役立ちます。 これは宇宙で可能な限り最も低い温度です。 この場合、原子の速度が低下し、原子のエッジが融合し、科学者は通常は調査が非常に難しい量子効果を観察できるようになります。
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地球では、実験室内の磁石または超低温レーザーがオフになるとすぐに、重力によりボース アインシュタイン凝縮物が消散します。 しかし、宇宙の微重力環境ではこれは起こりません。 このように、学者たちは、 ボース・アインシュタイン凝縮が生成された この実験室が国際宇宙ステーションに設置された2018年に初めて冷原子実験室で行われた。 そして、 数年前彼らはこの現象を大きな影響力をもって研究してきました。
しかし今回、研究者らは、そのような量子気体を1種類の原子だけでなく2種類の原子でも生成できることを示した。 この場合、彼らはカリウムとルビジウムの雲を使用してこの偉業を達成しました。 ジェット推進研究所によると 広告この種の量子ガスを使った将来の研究は、地球上にすでに存在する宇宙ベースの量子技術の進歩に役立つ可能性があります。
ロチェスター大学の物理学と光学の教授、ニコラス・ビグロー氏は記事の中で、「小さな回転に非常に敏感なセンサーを作ることができ、基本的にボース・アインシュタイン凝縮中の冷たい原子を使ってジャイロスコープを作ることができる」と述べた。 声明。 彼は新しい発見の共著者です。
「これらのジャイロスコープは、深宇宙ナビゲーションに使用できる宇宙の固定基準点を提供してくれる可能性があります」とビグロー氏は語った。 「私たちはまた、高速インターネットや GPS など、現代生活の多くのものに不可欠な宇宙時計の向上につながる可能性のある多くの開発も行っています。」
研究者らはまた、冷原子実験室での将来の実験が、アルバート・アインシュタインの一般相対性理論の基本原理である等価原理をテストするのに役立つ可能性があると信じている。 この原理は、重力はその質量に関係なく、すべての物体に同じように影響を与えるべきであると述べています。 言い換えれば、羽根とレンガは、少なくとも摩擦のない真空中では同じ速度で落下するはずです。
科学者たちはこの原理を法律で解決するのが困難でした 量子力学これは、宇宙の既知の最小の物体がどのように動作するかを説明します。 宇宙での量子実験では、より正確にテストできるかもしれない。
これらの発見を詳述した論文は、11月15日付けでNature誌に掲載された。
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