NASA saatis orbiidile kosmosekülmkapi, mis tõotab saada Universumi külmimaks punktiks

Kunstniku kujutis aatomeid lukustavast magnetite- ja laseritepõhisest süsteemist. Foto: NASA/JPL-Caltech

Külmakasti suurune kosmoselabor jäätab aatomid paigale ja võimaldab füüsikutel teha kindlaks osakeste kvantkäitumise veidrusi, millega võib kaasneda olulisi edusamme tehnoloogias.

Täna hommikul tõusis NASA Virginia osariigi kosmodroomilt õhku erafirma Orbital ATK kanderakett Antares, pardal ka Rahvusvahelist Kosmosejaama varustama suunduv Cygnuse kosmoserakett. Lisaks tavapärastele kosmosejaama varuosadele ja teadusmaterjalile kandis seekordne õhkutõus endaga kaasas aga ühe olulise teadusmissiooni seadmeid, kirjutab space.com.

Nimelt oli raketi pardal hulga laserite ja magnetitega varustatud mehitamata Külma aatomi laboratoorium (The Cold Atom Laboratory ehk CAL), mida võib pidada üheks tänapäeva kvantfüüsika olulisemaks eksperimendiks.

Cold Atom Lab ehk Külm aatomilaboratoorium. Foto: JPL

Kogu asja eesmärk on viia temperatuur karbi südamikus peaaegu absoluutse nullini (-273,15°C), mida gravitatsiooni mõju tõttu maapinnal teha lihtsalt ei saa. Õigupoolest ei ole sihitavaid temperatuure kõigi praegu kehtivate füüsikateadmiste kohaselt ka kusagil mujal Universumis, mis tähendab, et missiooni õnnestumise korral saab NASA «kvant-kosmosekülmikust» külmim punkt kogu teadaolevas maailmaruumis.

Saadav info on kuldaväärt kvantfüüsika müsteeriumide uurimiseks, kuna nii madalate temperatuuride juures muutub osakeste liikumine äärmiselt aeglaseks. Kui Maa gravitatsioonivälja tingimustes piirdub nende vaatlemiseks vajalik ajaaken sekundi murdosaga, siis kosmoses tekitatava külma käes hanguvad need piisavalt, et võimaldada oluliselt pikemaid vaatlusi.

Selliste vaatluste käigus avaneb füüsikutele esmakordne võimalus näha, mida osakesed nii külmades tingimustes teevad ning vastata mitmetele kvant- ja osakestefüüsika olemuslikele küsimustele. Õigupoolest on aina külmemate temperatuuride saavutamine olnud füüsikas oluliseks uurimissuunaks juba enam kui sajandi. Senised avastused on toonud meieni näiteks teadmisi energeetika ja arvutitehnikas aina olulisemaks kujunevate ülijuhtide kohta.

Eksperimentide korras viiakse osakesed vaid kraadi murdosa võrra absoluutsest nullist soojema temperatuuri juurde ning seejärel lukustatakse need edasiseks uurimiseks spetsiaalsetesse magnetlõksudesse. Ekstreemses külmas ulatub vaatlusakna kestus kümne sekundini, mis on maiste võimalustega võrreldes tohutu edasiminek.

«Äärmiselt külmade aatomite uurimine võib muuta meie teadmisi mateeriast kui sellisest ja ka gravitatsiooni olemusest,» selgitas projekti juhtivteadur Robert Thompson pressiteate vahendusel. «Külma aatomi laboratooriumiga läbi viidavad eksperimendid aitavad meil öelda palju enamat selliste Universumi kõikehõlmavate jõudude nagu gravitatsiooni ja tumeenergia kohta.»

Muu hulgas tõotavad osakeste külmaga hanguma panemise eksperimendid tuua kaasa hüppelisi arenguid sensorite, kvantarvutite ja kosmoselaevade navigatsioonis kasutatavate aatomikellade arenduses.