ISS z promem kosmicznym Atlantis dokuje w prawo, a rosyjski w lewym skrajnym rogu (2011)
W 2018 r. Uruchomiona zostanie nowa lodówka jądrowa dla stacji kosmicznej. Mówimy o Laboratorium Zimnych Atomów (CAL), które jest w stanie schłodzić substancję do jednej dziesiątej miliardowej części powyżej zera absolutnego, gdzie cała aktywność termiczna atomów teoretycznie zatrzymuje się.
W tej temperaturze atomy tracą energię i zaczynają poruszać się w zwolnionym tempie. W temperaturze pokojowej atomy odbijają się od siebie we wszystkich kierunkach z prędkością kilkuset m / s. W CAL spowalniają one milion razy i kondensują się w unikalne stany materii kwantowej.
CAL to narzędzie dla wielu użytkowników, które obsługuje wielu badaczy zajmujących się szerokim zakresem tematów. Jednym z pierwszych eksperymentów będzie Eric Cornell, fizyk z University of Colorado. Jego zespół podejmie badania zderzeń cząstek i ich wzajemnych oddziaływań. Ultra zimne gazy mogą zawierać cząsteczki o trzech atomach, ale tysiąc razy większe niż typowa cząsteczka. Prowadzi to do niskiej gęstości („puszystej” cząsteczki ”), która szybko rozpada się, jeśli nie pozostaje w skrajnie chłodnym stanie.
W 2001 r. Cornell otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za stworzenie kondensatów Bosego-Einsteina, innego stanu materii kwantowej, który można badać wewnątrz CAL. Takie kondensaty są kroplami materii kwantowej, które wyglądają i zachowują się jak fale występujące w bardzo niskich temperaturach. Podczas swobodnego spadania kondensaty mogą utrzymywać swoje pofałdowane formy przez 5-10 sekund (znacznie dłużej niż na Ziemi), co otwiera okno na sferę kwantową.
CAL można wykorzystać do testowania ogólnej teorii względności i mechaniki kwantowej. Jedno z głównych pytań współczesnej fizyki brzmi: „Jak udaje im się współpracować?”. Ponadto planowane jest użycie CAL do testowania zasady równoważności, która stwierdza, że grawitacja i przyspieszenie zewnętrzne nie mogą być rozróżniane eksperymentalnie. Zamierzają powtórzyć eksperyment Galileusza, który upuścił kule armatnie z Wieży w Pizie. Tylko teraz używaj atomów.
Ultra-zimne cząsteczki w dwóch atomach można również wykorzystać do stworzenia instrumentów do następnej generacji dokładnych testów grawitacyjnych z gazami kwantowymi.
