Благодаря невесомости, установленный на борту МКС квантовый прибор, достиг невероятной чувствительности. Используя его, инженеры смогут фиксировать перемещения масс воды и льда в земных океанах. Первым измерением установки стали вибрации космической станции, которые не удавалось засечь другими способами. Прибор зафиксировал, как станция дрожит, двигаясь по орбите.
Устройство НАСА Cold Atom Laboratory, размером с небольшой холодильник, охлаждает атомы до температур, близких к абсолютному нулю. Доставленный на орбиту в 2018 году, этот атомный интерферометр представляет собой новое направление в измерении различных физических величин и явлений, используя квантовые состояния ультрахолодных атомов.
Как известно, элементарные частицы проявляют волновые свойства, что позволяет атомам двигаться одновременно по нескольким траекториям. Эти траектории подвержены влиянию гравитации и других сил, которые можно измерить, наблюдая за интерференцией волн — их рекомбинацией и взаимодействием. Чувствительность таких датчиков достигает такого уровня, что они способны улавливать гравитационные колебания планет и спутников, предоставляя информацию о плотности и составе пород, а также могут обнаруживать ещё не открытые объекты.
Сильное охлаждение атомов приводит к тому, что они переходят в состояние конденсата Бозе — Эйнштейна, где большие скопления атомов начинают вести себя как единое целое, обладая одинаковыми квантовыми состояниями. Это позволяет наблюдать квантовые явления в макромире, что упрощает измерения квантовых состояний атомов.
Эксперименты НАСА с использованием датчиков на ультрахолодных атомах имеют огромный потенциал, выходящий далеко за пределы измерения вибраций космической станции, которые могут стать помехой для дальнейших исследований. Первый квантовый датчик в условиях невесомости поможет в планетарных исследованиях, изучении климата Земли, поиске источников тёмной материи и тёмной энергии, а также в проверке Общей теории относительности Эйнштейна.
Читать далее:
Оказалось, Вселенная просто не должна существовать: физики сделали новое открытие
ЦРУ назвало страны, население которых растет быстрее всего
Расшифрованы вавилонские таблички: они содержат пугающие пророчества
Обложка: ЕКА