NASA explorează a cincea formă a materiei pe ISS
NASA folosește un laborator cuantic de dimensiunea unui mini-frigider aflat la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS) pentru a studia comportamentul materiei la temperaturi apropiate de zero absolut, în condiții de microgravitație. Cercetătorii speră să înțeleagă mai bine una dintre cele mai neobișnuite stări ale materiei, deschizând astfel drumul către noi tehnologii cuantice.
Un nou set de modernizări aduse Laboratorului de Atomi Reci de pe ISS permite studierea mecanicii cuantice la cele mai scăzute temperaturi posibile. Prin combinarea laboratorului modernizat cu condițiile de microgravitație, oamenii de știință explorează proprietățile atomilor „ultrareci” într-un mediu imposibil de reprodus pe Terra. Misiunea are scopul de a studia modul în care se comportă norii de atomi la temperaturi apropiate de zero absolut, respectiv minus 273,15 grade Celsius, cea mai scăzută temperatură posibilă din Univers.
„La cele mai scăzute temperaturi, materia se comportă radical diferit față de orice am experimentat până acum. Natura ondulatorie a materiei devine dominantă, iar materia ultrarece se poate comporta în moduri nu doar neașteptate, ci și utile pentru realizarea unor măsurători extrem de precise ale timpului, gravitației și mișcării”, a declarat Jason Williams, cercetător coordonator al proiectului din cadrul Laboratorului de Propulsie Jet al NASA.
Atomii și particulele lor subatomice sunt obiecte cuantice al căror comportament este fundamental diferit de cel al lumii macroscopice. De exemplu, legile mecanicii cuantice susțin că particulele pot exista în mai multe locuri simultan (suprapunere cuantică) și pot fi conectate între ele la distanțe foarte mari (inseparabilitate cuantică). Observarea acestor fenomene este extrem de dificilă.
Laboratorul de Atomi Reci de pe ISS utilizează lasere pentru a răci gaze de rubidiu și potasiu până la temperaturi extrem de scăzute, unde atomii formează o stare a materiei numită condensat Bose-Einstein. În această stare, numeroși atomi se comportă ca o singură undă de materie cuantică, permițând cercetătorilor să observe fenomene cuantice la o scară mai mare decât cea a atomilor individuali.
Aceasta este a patra modernizare majoră a Laboratorului de Atomi Reci de la instalarea acestuia pe ISS, în 2018. Cele mai importante îmbunătățiri includ o capcană magnetică reproiectată, surse de atomi îmbunătățite și capacități de măsurare mai performante. Noile echipamente au fost trimise pe ISS în aprilie 2026, iar între timp au fost instalate și au început să realizeze măsurători de ultimă generație.
Aceste măsurători sunt esențiale pentru dezvoltarea viitoarelor tehnologii cuantice spațiale de mare precizie, utilizate pentru poziționare, navigație, măsurarea timpului și detectarea variațiilor gravitaționale. Astfel de tehnologii ar putea permite astronauților să se deplaseze pe Lună fără GPS și să contribuie la realizarea unor hărți extrem de precise ale câmpului gravitațional al Pământului.
„În secolul trecut a avut loc revoluția cuantică, care a dus la apariția laserelor, telefoanelor mobile și a aparatelor RMN. Acum realizăm Quantum 2.0, adică manipularea directă a unor stări cuantice de mari dimensiuni, sperând să obținem progrese similare în domeniul tehnologiilor cuantice prin dezvoltarea acestei cercetări în spațiu”, a declarat Ethan Elliott, cercetător adjunct al proiectului din cadrul Laboratorului de Propulsie Jet al NASA.
