НАСА Космос

Член миссии «Лаборатории холодного атома» работает над модулем квантового наблюдателя. Лаборатория представляет собой квантовый научный центр, работающий на Международной космической станции с 2018 года. Этот модуль представляет собой обновление научных возможностей лаборатории.

Лаборатория холодного атома, квантовый научный центр, работающий на Международной космической станции, размером примерно с небольшой холодильник. Управляемый удаленно из Лаборатории реактивного движения в Южной Калифорнии, он провел десятки экспериментов по изучению квантовой природы атомов и частиц.

Лаборатория холодного атома агентства получает второе крупное обновление и будет использовать его для исследования квантовой сферы.

Во вторник, 1 августа, на борту космического корабля пополнения запасов Northrop Grumman Cygnus, направляющегося на Международную космическую станцию, стартовало крупное обновление аппаратного обеспечения Лаборатории холодного атома НАСА. Лабораторию размером с небольшой холодильник иногда называют самым прохладным местом во Вселенной из-за ее способности охлаждать атомы почти до абсолютного нуля. Это позволяет десяткам учёных на Земле проводить эксперименты в области квантовой науки, изучения фундаментального поведения атомов и частиц, составляющих мир вокруг нас.

Область квантовой науки привела к развитию таких повседневных технологий, как лазеры, транзисторы (ключевой компонент смартфонов и компьютеров), спутники GPS и медицинские устройства. Будущие достижения в этой области обещают улучшить космическую навигацию и связь.

Космический корабль снабжения Northrop Grumman Cygnus, перевозящий более 8200 фунтов научных исследований и грузов для Международной космической станции, включая модернизацию оборудования для Лаборатории холодного атома, стартует с летного комплекса НАСА в Уоллопсе в Вирджинии 1 августа.

Лаборатория холодного атома, установленная в 2018 году, является первой установкой такого рода, и команда миссии прошла крутой путь обучения, пытаясь понять, как в невесомости станции удаленно проводить эксперименты, запланированные на Земле. Новое оборудование, которое команда называет Quantum Observer Module, включает в себя некоторые уроки, извлеченные за пять лет работы Cold Atom Lab.

«Эксперименты, которые мы проводим в Лаборатории холодного атома, когда-нибудь позволят нам измерять гравитацию с беспрецедентной точностью, и это чрезвычайно ценный инструмент, который можно иметь в космосе», — сказал Джейсон Уильямс, научный сотрудник проекта Лаборатории холодного атома в Лаборатории реактивного движения НАСА. который управляет объектом НАСА.

Один из способов оценить распределение плотности планеты или луны — измерить изменения гравитации на поверхности, чтобы ученые могли исследовать состав различных миров с орбиты или отслеживать движение воды на Земле. Измерение гравитации также позволяет ученым измерять ускорение космического корабля, что можно использовать в точной космической навигации.

Кроме того, квантовые датчики могут быть использованы в космических миссиях по изучению космологических загадок, таких как темная материя и темная энергия. Темная материя — это невидимый материал, который объединяет материю во Вселенной, а темная энергия — еще более загадочное явление, вызывающее ускорение расширения Вселенной.

Хотя Лаборатория холодного атома не требует помощи астронавтов в повседневной работе, этой осенью член экипажа установит модуль квантового наблюдателя. Астронавты поддерживали предыдущие модернизации и ремонт лаборатории.

Атомы и частицы являются строительными блоками всей известной материи во Вселенной, но они не всегда ведут себя как более крупные объекты, из которых они состоят. Их квантовая природа означает, что они могут колебаться между поведением твердых объектов и поведением волн, поэтому иногда кажется, что они находятся в двух местах одновременно. Они также могут мгновенно преодолевать физические барьеры — явление, называемое квантовым туннелированием.

Cold Atom Lab упрощает изучение квантового поведения атомов. Один из способов — охладить атомы до температуры, на долю градуса превышающей самую низкую температуру, которую может достичь вещество, — абсолютный ноль. Это заставляет атомы двигаться медленнее, что облегчает их изучение. Кроме того, некоторые атомы при этой температуре могут вместе образовывать конденсат Бозе-Эйнштейна — состояние материи, в котором их квантовое поведение, обычно микроскопическое, можно наблюдать в макроскопическом масштабе.