一项新的研究发现,科学家们在国际空间站独特的微重力环境中生成了一种奇异的物质,并利用它来探索量子世界。
在日常生活中,物质共有四种状态——气体、液体、固体和等离子体。然而,物质还有第五种状态——玻色-爱因斯坦凝聚态(BECs),这是科学家们25年前在该实验室首次创造的。当一组原子冷却到接近绝对零度时,原子开始聚集在一起,表现得好像它们是一个巨大的“超级原子”。
玻色-爱因斯坦凝聚体跨越了由经典物理控制的日常世界和遵循量子力学规则的微观世界之间的边界。在量子力学的世界里,一个粒子可以表现得好像它同时朝两个相反的方向旋转,或者好像它同时存在于两个或更多的地方。由于它们遵循某些量子行为,玻色-爱因斯坦凝聚物可能为科学家提供关于量子力学工作原理的关键线索,可能有助于解决诸如如何创建“万物理论”等谜团,以解释宇宙从最小到最大的尺度的运行。
现在,科学家们在世界各地的数百个实验室中定期制造出玻色-爱因斯坦凝聚态。然而,阻碍这项研究的一个限制是地心引力。这些“超级原子”极其脆弱,制造它们的装置也极其精细,所以地球上的引力可能会把它们都破坏掉,对它们的深入了解就变得很有挑战性。
因此,研究人员开发了冷原子实验室,它可以在空间站轨道上的微重力下产生玻色-爱因斯坦凝聚态。该冷原子实验室于2018年发射,体积较小,只需要相对较少的能量,因此满足了空间站的特定限制条件。虽然最初在地球上制造玻色-爱因斯坦凝聚态所需的设备可以占据整个实验室,但冷原子实验室只占大约14立方英尺(0.4立方米),平均需要510瓦的电力。
通过使用冷原子实验室,研究人员在一项新的研究中发现,在限制材料的阱关闭到1秒以上后,他们可以增加分析这些冷凝物的时间。相比之下,在地球上,198彩票代理分红跟日工资是多少,这个只要你有量
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此外,在微重力下,
,科学家们发现他们需要更弱的力来捕获冷凝物。反过来,这意味着它们可以在更低的温度下产生冷凝物。在这样的温度下,奇异的量子效应会变得越来越明显。
到目前为止,研究人员已经利用铷原子创造了玻色-爱因斯坦凝聚物。帕萨迪纳加州理工学院的物理学家、该研究的资深作者罗伯特·汤普森告诉Space.com,最终,他们还打算加入钾原子来研究当两种凝聚态混合时会发生什么。此外,科学家们现在试图利用冷原子实验室创造球形的玻色-爱因斯坦凝聚态,198彩票注册账户安全可靠
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“过去,我们对大自然内部运行机制的主要见解来自粒子加速器和天文台;在未来,我相信使用冷原子进行精确测量将发挥越来越重要的作用,”汤普森说。