국제 우주 정거장에는 우주에서 가장 차가운 것들을 만드는 작은 냉장고 크기의 작은 실험실이 있습니다. 그것은 Cold Atom Laboratory라고 불리며 한동안 과학자들은 미세중력 상태에서 원자의 이상한 양자 특성을 조사하기 위해 이 챔버를 사용해 왔습니다. 그러나 수요일(11월 15일)에 그들은 이정표에 도달했다고 발표했습니다.
캘리포니아에 있는 NASA 제트추진연구소(JPL) 팀이 원격으로 운영하는 저온원자연구소(Cold Atom Laboratory)가 공식적으로 두 가지 유형의 원자를 포함하는 양자 가스를 생산했습니다. 이는 궁극적으로 양자 화학에서 완전히 새로운 우주 실험의 문을 열 수 있습니다.
물질은 다섯 가지 알려진 상태로 존재할 수 있습니다. 기체, 액체, 고체 및 플라즈마는 잘 알려져 있지만 물질의 이상한 다섯 번째 상태도 있습니다. 보스-아인슈타인 콘덴서이는 1990년대에 처음 발견되었습니다.
이러한 물질 상태는 자연에서는 발견되지 않지만 과학자들은 이를 창조할 수 있습니다. 보스-아인슈타인 응축물은 레이저나 자석이 원자 구름을 절대 영도, 즉 화씨 -459도(섭씨 -273도) 근처까지 냉각시키는 데 도움이 되는 저온 원자 실험실과 같은 극저온 실험실에서 생성됩니다. 이것은 우주에서 가장 추운 온도입니다. 이 경우 원자의 속도가 느려지고 가장자리가 서로 섞이며 과학자들은 일반적으로 조사하기 매우 어려운 양자 효과를 관찰할 수 있습니다.
관련된: 아인슈타인이 예측한 대로 반물질은 중력에 반응하며 이는 CERN의 주요 실험에서 확인되었습니다.
지구에서는 중력으로 인해 실험실의 자석이나 초저온 레이저가 꺼지자마자 보스-아인슈타인 응축물이 소멸됩니다. 하지만 우주의 미세중력 환경에서는 이런 일이 일어나지 않습니다. 이와 같이 학자들은 보스-아인슈타인 응축물이 생성되었습니다. 저온원자 연구실에서 처음으로 국제우주정거장에 챔버가 설치된 해인 2018년. 그리고 여러 해 전에그들은 큰 영향력을 가지고 이 현상을 연구해 왔습니다.
그러나 이제 연구자들은 한 가지 유형의 원자뿐만 아니라 두 가지 유형의 원자로도 이러한 양자 가스를 생성할 수 있음을 보여주었습니다. 이 경우, 그들은 칼륨과 루비듐 구름을 사용하여 위업을 달성했습니다. 제트추진연구소에 따르면 광고이러한 유형의 양자 가스에 대한 향후 작업은 이미 지구에 존재하는 우주 기반 양자 기술을 발전시키는 데 사용될 수 있습니다.
“우리는 작은 회전에 매우 민감한 센서를 만들 수 있으며 본질적으로 보스-아인슈타인 응축물에 있는 이러한 차가운 원자를 사용하여 자이로스코프를 만들 수 있습니다.”라고 로체스터 대학의 물리학 및 광학 교수인 니콜라스 비글로(Nicholas Bigelow)는 한 기사에서 말했습니다. 성명. 그는 새로운 발견의 공동 저자입니다.
Bigelow는 “이 자이로스코프는 심우주 탐색에 사용할 수 있는 우주의 고정 기준점을 제공할 수 있습니다.”라고 말했습니다. “우리는 또한 고속 인터넷 및 GPS와 같은 현대 생활의 많은 것들에 필수적인 우주 시계를 더 좋게 만들 수 있는 여러 가지를 개발하고 있습니다.”
연구원들은 또한 향후 저온 원자 실험실에서의 실험이 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 기본 원리인 등가 원리를 테스트하는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다. 이 원리는 중력이 질량에 관계없이 모든 물체에 동일한 방식으로 영향을 미쳐야 한다고 명시합니다. 즉, 적어도 마찰이 없는 진공 상태에서는 깃털과 벽돌이 같은 속도로 떨어져야 합니다.
과학자들은 법칙으로 이 원리를 해결하는 데 어려움을 겪었습니다. 양자 역학이는 우주에서 알려진 가장 작은 물체가 어떻게 행동하는지 설명합니다. 우주에서의 양자 실험을 통해 더 정확하게 테스트할 수 있을지도 모릅니다.
이러한 발견을 자세히 설명하는 논문은 11월 15일 Nature 저널에 게재되었습니다.
“요은 베이컨과 알코올에 대한 전문 지식을 가진 닌자입니다. 그의 탐험적인 성격은 다양한 경험을 통해 대중 문화에 대한 깊은 애정과 지식을 얻게 해주었습니다. 그는 자랑스러운 탐험가로서, 새로운 문화와 경험을 적극적으로 탐구하며, 대중 문화에 대한 그의 열정은 그의 작품 속에서도 느낄 수 있습니다.”
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