当地时间5月21日,为了寻求更加寒冷的温度,美国宇航局(NASA)通过天鹅座(Cygnus)宇宙飞船向国际空间站发射了一个特殊装置。它将创造一个接近绝对零度的状态。

该装置就是所谓的冷原子实验室(CAL),其体积和冰箱近似,将帮助科学家观察超冷原子奇异的量子特性。
为实现如此低温,研究人员使用了激光和磁铁的组合。这能够减缓原子云运动,从而使温度降低到绝对零度附近,即零开尔文(-273.15摄氏度)。

绝对零度是宇宙中最冷的温度——这不可能实现,因为原子会停止运动。
但冷原子实验室可以将原子云冷却到绝对零度以上百亿分之一摄氏度的水平,这使得它们移动得非常缓慢,从而表现出微观量子现象。
这些原子云被称为玻色 - 爱因斯坦凝聚体(BEC)。虽然它们可以在地球上被创建,但地球引力是一个障碍。这会非常快速地向下拖动它们,以致研究人员的观察时间不足一秒钟。

国际空间站的微重力环境将克服这一重大难题,使地球上的科学家能够远程操作设备,观察原子长达10秒。
这将是有史以来人类能够观察到玻色 - 爱因斯坦凝聚体持续时间最长的一次,同以往相比可谓质的飞跃。
其科学意义何在呢?由于玻色 - 爱因斯坦凝聚体是所谓的超流体,即一种黏滞性为零的流体。这将让研究人员更好地理解这种物质。

NASA喷气推进实验室(JPL)项目负责人安妮塔表示: “如果你拥有超流体水,并让它在玻璃杯中旋转,那么它会永远旋转下去。如果我们能更好地理解超流体的物理性质,就能够利用这种技术来更有效地传递能量。毕竟,其中没有黏滞性来减缓速度,消耗动能。”

它还可以帮助提高超导性,在超导量子干涉仪,量子计算机和激光冷却原子钟等器件中发挥作用。人们将能够观察到前所未有的量子现象。
冷原子实验室甚至还能帮助检测和理解暗能量,这正是加速宇宙扩张的未知驱动力。