Auf der ISS erschien ein Ort, der kühler als das räumliche Vakuum war.

Auf der ISS erschien ein Ort, der kühler als das räumliche Vakuum war.

Die ISS mit dem Space Shuttle Atlantis Dock rechts und der Russischen Union in der äußersten linken Ecke (2011).

2018 wird ein neuer Atomkühlschrank für die Raumstation auf den Markt gebracht. Wir sprechen über das Cold Atom Laboratory (CAL), das die Substanz auf ein Zehntelmilliardstel über dem absoluten Nullpunkt abkühlen kann, wo theoretisch die gesamte thermische Aktivität der Atome aufhört.

Bei dieser Temperatur verlieren die Atome ihre Energie und beginnen sich in Zeitlupe zu bewegen. Bei Raumtemperatur prallen die Atome mit einer Geschwindigkeit von mehreren hundert m / s in alle Richtungen aufeinander. In CAL verlangsamen sie sich millionenfach und verdichten sich zu einzigartigen Zuständen von Quantenmaterie.

CAL ist eine Multi-User-Einrichtung, die viele Forscher unterstützt, die sich mit einem breiten Themenspektrum befassen. Eines der ersten Experimente wird von Eric Cornell, einem Physiker der University of Colorado, geleitet. Sein Team wird die Untersuchung von Partikelkollisionen und deren Wechselwirkung untereinander durchführen. Ultrakalte Gase können Moleküle mit drei Atomen enthalten, die jedoch tausendmal größer sind als ein typisches Molekül. Dies führt zu einer geringen Dichte ("flauschiges" Molekül), das schnell zerfällt, wenn es nicht in einem extrem kühlen Zustand verbleibt.

Im Jahr 2001 erhielt Cornell den Nobelpreis für Physik für die Erzeugung der Bose-Einstein-Kondensate, einem weiteren Zustand der Quantenmaterie, der in CAL untersucht werden kann. Solche Kondensate sind Tröpfchen von Quantenmaterie, die wie Wellen aussehen und sich verhalten, die bei ultrakalten Temperaturen existieren. Im freien Fall können Kondensate 5-10 Sekunden lang (viel länger als auf der Erde) ihre wellenförmige Form behalten, wodurch sich ein Fenster zur Quantenkugel öffnet.

Mit CAL kann die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik getestet werden. Eine der Hauptfragen in der modernen Physik lautet: „Wie schaffen sie es, zusammenzuarbeiten?“. Darüber hinaus ist bereits geplant, das Äquivalenzprinzip mit CAL zu testen, wonach Schwerkraft und äußere Beschleunigung nicht experimentell unterschieden werden können. Sie werden das Experiment von Galileo wiederholen, der die Kanonenkugeln vom Turm von Pisa fallen ließ. Verwenden Sie jetzt nur Atome.

Ultrakalte Moleküle in zwei Atomen können auch verwendet werden, um Instrumente für die nächste Generation genauer Gravitationstests mit Quantengasen zu erstellen.

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