美国国家航空航天局准备用激光将原子“冻结”在轨道上，创造宇宙中最冷的地方——低于绝对零度的十亿分之一，这是国际空间站(ISS)的最低温度。冷原子实验室(CAL)是一种小型的啤酒冷却器大小仪器，它利用激光产生的超冷环境比真空的温度低100亿倍。卡尔体内的温度如此之低以至于原子几乎静止不动，然后卡尔用磁铁捕捉慢速的原子，这样科学家就能观察到它们的运动以及它们是如何相互作用的。
冰冷的原子实验室(CAL)将在国际空间站上创造出一个比真空更冷100亿倍的地点。图片：NASA/iGoal Animation
但是，即使是超古老的原子也会屈服于地球引力，所以当在地球上进行卡尔实验时，科学家们一次只能观察到一秒钟的慢动作原子。美国宇航局官员在一份声明中说，5月21日)美国航空航天局向太空发射了太空飞船“天鹅座”。一旦安装在微重力环境中，CAL将会远程地向科学家展示慢化的原子，比地球上可能的时间长几秒钟，使他们能够更好地理解原子的量子行为。
NASA的声明称：这项研究的结果可能会带来一系列改进的技术，包括用于航天器导航的传感器、量子计算机和原子钟。太空的真空是冷的，大约零下455华氏度(零下270.55摄氏度)。但是卡尔的温度会更低：接近绝对零度(绝对零度是零下459.67华氏度，或零下273.15摄氏度)。NASA的代表解释说，在这种温度下，原子的速度变慢以至于它们开始进入相同的量子态，表现出与彼此相同的能量。
它们的行为变得更像波，它们开始像一排舞者一样同步——这是一种被称为玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的现象。在国际空间站的微重力条件下，原子被期望能保持这种状态长达10秒钟，这为研究人员提供了观测从未见过的量子行为的可能性。卡尔可以捕捉三种类型的原子，供科学家研究——铷和钾的两种同位素——在几秒钟内冷却它们以接近静止，并将它们置于磁性陷阱中，以便科学家们在地球上观测。一旦CAL到达国际空间站并安装完毕，宇航员的工作就会完成;然后卡尔将从地面远程操作。
美国航空航天局的代表报告说，在空间站工作人员睡觉的时候，实验将会在每天6.5小时的时间内进行，以尽量减少对空间站微重力的干扰。一旦实验开始，如果温度像预期的那样冷，CAL将会打破目前世界上最冷的地方的记录：Boomerang星云，位于5000光年之外，零下458华氏度(零下272摄氏度)。
博科园-科学科普｜文：Mindy Weisberge/Live Science
发表于 2018-5-30 14:37
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