打造「全宇宙最寒冷空間」,NASA助科學家研究量子力學

2018.05.22 by
高敬原
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美國太空總署(NASA)打造了一個號稱是「全宇宙最寒冷地方」的冷原子實驗室 (CAL),讓科學家在太空站進一步鑽研量子力學。

為了要研究在地球上無法觀察到的量子現象,美國太空總署(NASA)打造了一個號稱是「全宇宙最寒冷地方」,被稱為「冷原子實驗室 (CAL)」,在本月21日正式發射升空前往國際太空站,讓科學家進一步鑽研量子力學。

冰箱大小實驗室,創造零下273度環境

這款造價高達8300萬美元的「冷原子實驗室 (CAL)」,主要是科學家要研究玻色–愛因斯坦凝態(BEC),這是指玻色子原子在冷卻到接近絕對零度所呈現出的一種氣態、超流性的物質狀態,藉此來研究宏觀尺度上的量子力學。

但為什麼不能在地球上做呢?因為地球的重力會在短短幾秒鐘內,讓BEC在即短暫的時間內崩解,但在無重力的太空中可以存活至少5到10秒鐘,這樣就能爭取到足夠的時間將玻色子原子冷卻到接近絕對零度狀態。

在國際太空站上「空間」是非常珍貴的,因此科學家將冷原子實驗室 (CAL)。從一個需要占滿一整間房間的設備,壓縮到尺寸僅冰箱大小的盒子,冷原子實驗室 (CAL)由太空總署的噴射推進實驗室(JPL)研發製造,尺寸跟一般家用冰箱差不多,這個實驗室能創造全宇宙最寒冷的空間。

冷原子實驗室 (CAL)造價高達8300萬美元,尺寸跟一般家用冰箱差不多。
NASA

玻色–愛因斯坦凝態(BEC)是一種氣態、超流性的狀態,由數十萬個原子組成,冷原子實驗室 (CAL)透過雷射光和其他技術,將原子冷卻到絕對零度(約為攝氏零下273.15度),當到達著個狀態時,數十萬個原子的狀態將保持同步,如同單一的量子物體,以便科學家做進一步研究觀察。

NASA表示,冷原子實驗室 (CAL)可以透過遠端遙控,在沒有太空人的協助下每天運作約6.5個小時,藉由近距離研究超冷原子,可以幫助人類增進對於量子物理的理解,對於未來量子電腦的發展都會有幫助。

資料來源:EngadgetGizmodoBT

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