Пробив във физиката: учени създадоха екзотична материя на МКС!

[SAlexandrov]

Международната космическа станция - общ вид. Photo credit: NASA

12 юни 2020 г. 08:00 ч.

Светослав Александров. Международната космическа станция е била винаги критикувана, че нейната научна продукция е ниска. Сега, благодарение на малка лаборатория, изпратена към станцията през 2018 г. посредством американския космически кораб "Драгън", учените са на прага на революция във физиката. 

В ежедневието ни веществата съществуват под формата на четири агрегатни състояния - твърдо, течно, газообразно и плазма.  Малцина обаче знаят, че има и пето агрегатно състояние - т.нар. кондензация на Бозе-Айнщайн. Това съществуване на материята е предсказано на теория още през 1924 г. от Сатиендра Нат Бозе и Алберт Айнщайн, но е синтезирано за пръв път чак през 1995 година. Получаването на кондензацията на Бозе-Айнщайн е изключително трудно - необходимо е атомите на определени елементи да бъдат охладени до абсолютната нула (0 К или -273.15 °C). При тези условия атомите се натрупват на куп и започват да проявяват свойството на един голям атом.

Реално погледнато кондензацията на Бозе-Айнщайн пресича границата между ежедневния свят, който е управляван от класическата физика, и микроскопичния свят, следващ правилата на квантовата механика. Понеже Бозе-Айнщайновата кондензация провява квантови ефекти, които могат да се изследват на макроскопично ниво, учените биха могли да разгадаят най-големите загадки на физическия свят - например да научат какво стои зад мистериозната Тъмна енергия или да разработят тъй желаната Теория на всичко. 

Но макар че са изминали 25 години от способността на изследователите да синтезират кондензация на Бозе-Айнщайн, има един основен проблем. Дори и най-малкото взаимодействие с външния свят е достатъчно да я нагрее и разруши. Особено голяма пречка се явява гравитацията, като в наземни условия Бозе-Айнщайновата кондензация може да съществува само няколко милисекунди.

Ето къде идва ролята на Международната космическа станция, на която е качена т.нар. Cold Atom Laboratory посредством товарния космически кораб на СпейсЕкс "Драгън" през 2018 г. "Микрогравитацията ни позволява да ограничим атомите чрез много по-слаби сили", съобщава ученият Робърт Томпсън от Калифорнийския технологичен институт за Агенция Франс Прес. "Най-важното, ние можем да наблюдаваме атомите, докато те се реят неограничени (и също така необезпокоени) от външни влияния". Полученият резултат от работата е описан в научна статия, публикувана на страниците на сп. Нейчър на 11-ти юни.

А резултатът е наистина вълнуващ: ако Бозе-Айнщайновата кондензация може да съществува на Земята само в продължение на милисекунди, в космоса тя може да оцелее по-дълго от секунда, дори няколко секунди. Това осигурява безпрецедентен шанс на учените да изучат нейните свойства.

Към настоящия момент Бозе-Айнщайнова кондензация е изготвена само посредством охлаждането на рубидиеви атоми. В бъдеще изследователите смятат да добавят и калиеви атоми, за да проверят какво ще се случи, когато двата типа кондензация се смесят.

Едно е сигурно - предстоят вълнуващи времена пред физичните науки. 

За повече информация: Нейчър

https://www.cosmos.1.bg/portal/2014-10-24-20-54-26/3417-2020-iss-physics-achievement