Diese Box könnte der kälteste Punkt im Universum werden

Die NASA ist bereit, Atome auf ihren Spuren mit Lasern "einzufrieren" und damit den kältesten Punkt im Universum zu schaffen - weniger als einen Milliardstel Grad über dem absoluten Nullpunkt, der niedrigstmöglichen Temperatur - an Bord der Internationalen Raumstation (ISS).

Das Cold Atom Laboratory (CAL) ist ein kompaktes Gerät von der Größe eines Bierkühlers. Mit Hilfe von Lasern erzeugt es eine unterkühlte Umgebung, die 10 Milliarden Mal kälter als das Vakuum des Weltraums ist. In CAL ist es so kalt, dass Atome fast bewegungslos werden; CAL verwendet dann Magnete, um die verlangsamten Atome einzufangen, so dass die Wissenschaftler ihre Bewegungen und ihre Wechselwirkungen beobachten können.

Aber selbst ultrakalte Atome erliegen der Schwerkraft, und so konnten Wissenschaftler, wenn CAL-Experimente auf der Erde durchgeführt wurden, die langsam bewegten Atome nur für jeweils eine Sekunde beobachten.

Heute (21. Mai) hat die NASA CAL ins All auf der Raumsonde Orbital ATK Cygnus gestartet, die für die ISS bestimmt ist, erklärten Vertreter der NASA. Sobald sie in einer Mikrogravitationsumgebung installiert sind, wird CAL den Wissenschaftlern sekundenlang verlangsamte Atome enthüllen, die länger als auf der Erde möglich sind, und ihnen so ermöglichen, das Quantenverhalten der Atome besser zu verstehen. [Verrückte Physik: Die kühlsten kleinen Teilchen in der Natur]

"Die Ergebnisse dieser Forschung könnten zu einer Reihe von verbesserten Technologien führen, einschließlich Sensoren, Quantencomputern und Atomuhren, die bei der Navigation von Raumfahrzeugen verwendet werden", heißt es in der NASA-Erklärung.

Das Vakuum des Weltraums ist kalt, etwa minus 455 Grad Fahrenheit (minus 270,55 Grad Celsius). Aber die Temperaturen in CAL werden noch kälter: fast absoluter Nullpunkt (der absolute Nullpunkt ist minus 459,67 Grad F oder minus 273,15 Grad C).

Bei dieser Temperatur werden die Atome so stark abgebremst, dass sie in denselben Quantenzustand übergehen, wobei sie die gleiche Energiemenge aufweisen, erklärten Vertreter der NASA. Ihr Verhalten wird wellenförmiger und sie beginnen sich wie eine Reihe von Tänzern zu synchronisieren - ein Phänomen, das als Bose-Einstein-Kondensat (BEC) bekannt ist.

Und in der Mikrogravitation der ISS wird erwartet, dass Atome diesen Zustand der Materie für bis zu 10 Sekunden beibehalten, was den Forschern die Möglichkeit bietet, Quantenverhalten zu beobachten, das noch nie zuvor gesehen wurde, gemäß einer CAL-Missionsbeschreibung.

CAL kann drei Arten von Atomen einfangen, die von Wissenschaftlern untersucht werden können - Rubidium und zwei Kaliumisotope -, die sie in Sekundenschnelle bis zur Unbeweglichkeit abkühlen und in magnetischen Fallen halten, um von Wissenschaftlern auf der Erde beobachtet zu werden.

Sobald CAL die ISS erreicht und installiert ist, wird die Arbeit der Astronauten erledigt. CAL wird dann fern vom Boden betrieben. Die NASA-Vertreter berichten, dass die Experimente bis zu 6,5 Stunden am Tag laufen, während die ISS-Crew schläft, um die Störung der Mikrogravitation der Raumstation zu minimieren.

Sobald das Experiment läuft und wenn die Temperaturen so kalt werden wie erwartet, wird CAL den aktuellen Rekordhalter für den kältesten Ort des Universums ausschalten: den Boomerang-Nebel, der 5000 Lichtjahre entfernt ist und auf minus 458 Grad F abfällt ( minus 272 Grad C).

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