NASA виявило на МКС екзотичний п'ятий агрегатний стан матерії

Олександр Петров

Джерело: Space

Ще 5 років тому на Міжнародній космічній станції (МКС) встановили спеціальний прилад, під назвою Cold Atom Lab, для проведення експериментів і створення найхолодніших речовин у Всесвіті. Усі ці роки вчені використовують цей прилад для вивчення незвичайних квантових властивостей атомів в умовах мікрогравітації.

NASA виявило на МКС екзотичний п'ятий агрегатний стан матерії

Найвідомішими агрегатними станами речовини є твердий, рідкий газоподібний і плазма. Але існує й п'ятий екзотичний стан матерії, який називається конденсат Бозе-Ейнштейна. Уперше його виявили 1995 року.

Такий агрегатний стан речовини не зустрічається в природі, але його можна створити в лабораторних умовах. Наприклад, за допомогою таких приладів, як Cold Atom Lab, де лазери або магніти допомагають довести хмару з атомів до надзвичайно низьких температур, які близькі до абсолютного нуля (-273 градуси Цельсія). Вважається, що це найнижча температура, яка може існувати у Всесвіті. Коли атоми охолоджуються до такої температури, то їхній рух сповільнюється, і вчені можуть спостерігати за квантовими ефектами, які у звичайних умовах дуже важко вивчати.

Конденсат Бозе-Ейнштейна є нестабільним, і якщо на Землі вимикаються лазери або магніти, що охолоджують атоми, то ці речовини розсіюються під впливом гравітації. Але в космосі немає такої сильної гравітації, тому вперше створити конденсат Бозе-Ейнштейна на МКС вдалося ще 2018 року.

Новий агрегатний стан речовини

Тепер уже вченим з NASA вдалося створити квантовий газ не з одного, а з двох типів атомів. Зокрема, було отримано конденсат Бозе-Ейнштейна, що складається з атомів калію і рубідію.

За словами авторів дослідження, це досягнення дає можливість робити нові відкриття в галузі квантової хімії в рамках експериментів, проведених у космосі. Також цей вид квантового газу можна використовувати для створення космічних квантових технологій.

Наприклад, як кажуть учені, цей новий стан матерії можна використовувати для створення нових гіроскопів. З їхньою допомогою буде покращено навігацію в космосі і це допоможе космічним кораблям під час далеких подорожей Сонячною системою.

Також вчені з NASA вважають, що майбутні експерименти в Cold Atom Lab з дуже холодними атомами допоможуть перевірити принцип еквівалентності. Це одна з головних складових теорії відносності Ейнштейна. Згідно з цим принципом, гравітація має однаково впливати на всі об'єкти, незалежно від їхньої маси. Тобто легке перо і важкий камінь мають падати вниз з однаковою швидкістю, принаймні у вакуумі, де немає тертя. Перевірити принцип еквівалентності за допомогою квантової механіки вченим було важко, а тому квантові експерименти в космосі можуть допомогти в цьому процесі.