NASA explorează cea de-a cincea formă de materie pe Stația Spațială Internațională
NASA utilizează un laborator cuantic de dimensiunea unui mini-frigider aflat la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS) pentru a studia comportamentul materiei la temperaturi apropiate de zero absolut, în condiții de microgravitație. Scopul cercetătorilor este de a înțelege mai bine una dintre cele mai neobișnuite stări ale materiei și de a deschide calea către noi tehnologii cuantice.
Un set recent de modernizări aduse Laboratorului de Atomi Reci de pe ISS permite studiul mecanicii cuantice la cele mai scăzute temperaturi posibile. Prin combinarea acestui laborator modernizat cu condițiile de microgravitație din orbita joasă a Pământului, oamenii de știință analizează proprietățile atomilor „ultrareci” într-un mediu imposibil de reprodus pe Terra.
Misiunea are ca obiectiv studierea modului în care se comportă norii de atomi la temperaturi apropiate de zero absolut, respectiv minus 273,15 grade Celsius. La aceste temperaturi, atomii își pierd complet energia de mișcare, ceea ce duce la un comportament radical diferit față de orice experiență anterioară.
„La cele mai scăzute temperaturi, materia se comportă radical diferit. Natura ondulatorie a materiei devine dominantă, iar materia ultrarece se poate comporta în moduri neașteptate și utile pentru realizarea unor măsurători extrem de precise ale timpului, gravitației și mișcării”, a declarat Jason Williams, cercetător coordonator al proiectului din cadrul Laboratorului de Propulsie Jet al NASA.
Atomii și particulele lor subatomice sunt obiecte cuantice, iar comportamentul acestora este fundamental diferit de cel al lumii macroscopice. Legile mecanicii cuantice stipulează că particulele pot exista în mai multe locuri simultan, un fenomen cunoscut sub numele de suprapunere cuantică, și pot fi conectate între ele la distanțe mari prin inseparabilitatea cuantică.
Laboratorul de Atomi Reci de pe ISS folosește lasere pentru a răci gaze de rubidiu și potasiu până la temperaturi extrem de scăzute, la care atomii formează o stare a materiei cunoscută sub numele de condensat Bose-Einstein. Această stare permite cercetătorilor să observe fenomene cuantice la o scară mult mai mare, beneficiind de efectele microgravitației.
Aceasta este cea de-a patra modernizare majoră a Laboratorului de Atomi Reci al NASA, care a fost instalat pe ISS în 2018. Cele mai importante îmbunătățiri includ o capcană magnetică reproiectată, surse de atomi îmbunătățite și capacități de măsurare mai performante.
Noile echipamente au fost trimise pe ISS în aprilie 2026, iar între timp au fost instalate și activate, începând deja să realizeze măsurători de ultimă generație. Aceste măsurători sunt esențiale pentru dezvoltarea unor tehnologii cuantice spațiale de mare precizie, ce vor fi utilizate pentru poziționare, navigație, măsurarea timpului și detectarea variațiilor gravitaționale.
Aceste tehnologii ar putea permite astronauților să se deplaseze pe Lună fără ajutorul sistemului GPS și să contribuie la realizarea unor hărți extrem de precise ale câmpului gravitațional al Pământului. „În secolul trecut a avut loc revoluția cuantică, iar acum realizăm Quantum 2.0, adică manipularea directă a unor stări cuantice de mari dimensiuni, sperând să obținem progrese similare în domeniul tehnologiilor cuantice prin dezvoltarea acestei cercetări în spațiu”, a adăugat Ethan Elliott, cercetător adjunct al proiectului.
