Stati esotici della materia creata nello spazio
L'infame stato esotico della materia - Bose Einstein Condensates - che consente agli scienziati di osservare il mondo quantico è stato appena creato nello spazio!
Nel normale mondo gli atomi sono sistemi separati con confini chiaramente definiti, tuttavia a temperature vicine allo zero assoluto tutte queste condizioni limite scendono e i singoli sistemi atomici si uniscono in uno. Questo esotico stato di materia è noto come Bose Einstein Condensate (BEC) e prende il nome dai fisici Satyendra Nath Bose e Albert Einstein il cui lavoro su gruppi di fotoni e atomi bosonici ha portato alla sua previsione nel 1924.
I BEC sono estremamente interessanti, poiché ora si ha un agglomerato di atomi coalizzati in un'unica entità tale che può essere descritto da una funzione d'onda normalmente riservata al mondo quantistico.
La prima realizzazione di questa materia esotica venne nel 1995 da Eric Cornell e Carl Wiemann quando un gas di rubidio fu raffreddato quasi allo zero assoluto. Questi condensati possono ora essere formati da milioni di atomi. Tuttavia, le dimensioni e la scala temporale della condensa dipendono dalle capacità dei laser e dei magneti di intrappolare e raffreddare gli atomi e mantenere il confinamento.
Ora nella microgravità della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) un team di scienziati della NASA è riuscito a raffreddare una nuvola di atomi di rubidio e a produrre per la prima volta questo stato esotico di materia nello spazio. La differenza qui è che il dispositivo - noto come Cold Atom Lab (CAL) - è solo la dimensione di un piccolo frigorifero rispetto alla tipica dimensione della stanza. Inoltre, il fatto è che nello spazio, in condizioni di microgravità, il BEC non ha bisogno di essere intrappolato e una volta creato può essere lasciato andare e lo scienziato è libero di osservare più a lungo - in genere 5 - 10 secondi.
Ciò ha implicazioni enormi per lo studio dei BEC e l'avanzamento della nostra comprensione della superfluidità e di altri cosiddetti effetti quantistici.
La NASA ha raffreddato una nube di atomi di rubidio a dieci-milionesimi di grado sopra lo zero assoluto, producendo il quinto stato esotico della materia nello spazio. L'esperimento ora detiene anche il record per l'oggetto più freddo che conosciamo nello spazio (img sx), sebbene non sia ancora la cosa più fredda che l'umanità abbia mai creato. (Quel disco appartiene ancora a un laboratorio del MIT ).
Il Cold Atom Lab (CAL) è una macchina fisica quantistica compatta, un dispositivo costruito per funzionare nei confini della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) che è stato lanciato nello spazio a maggio. Ora, secondo una dichiarazione della NASA, il dispositivo ha prodotto i suoi primi condensati di Bose-Einstein , gli strani conglomerati di atomi che gli scienziati usano per vedere gli effetti quantici giocare a grandi scale.
Una foto scattata sulla Terra mostra il nucleo del Cold Atom Lab, dove vengono creati i condensati di Bose-Einstein. Credito: NASA / JPL-Caltech
Nonostante questa difficoltà, ha detto la NASA, il progetto è valso la pena. Un condensato di Bose-Einstein sulla Terra è già un oggetto affascinante; a temperature estremamente basse, i confini degli atomi si fondono insieme e gli effetti quantici solitamente invisibili si svolgono in modi che gli scienziati possono osservare direttamente . Ma raffreddare le nuvole di atomi a temperature ultra-basse richiede la loro sospensione usando magneti o laser. E una volta che i magneti e i laser sono spenti per le osservazioni, i condensati cadono sul pavimento dell'esperimento e si dissolvono.
Nella microgravità della ISS, tuttavia, le cose funzionano in modo un po 'diverso. Il CAL può formare un condensato di Bose-Einstein, liberarlo, quindi avere un tempo significativamente più lungo per osservarlo prima che si dissolva, ha scritto la NASA - fino a 5 o 10 secondi. E questo vantaggio, come riportato in precedenza da Science, dovrebbe consentire alla NASA di creare condensati molto più freddi di qualsiasi altro sulla Terra. Mentre i condensati si espandono fuori dal loro contenitore, si raffreddano ulteriormente. E più a lungo devono raffreddarsi, più diventano freddi.
Amira Val Baker
L'infame stato esotico della materia - Bose Einstein Condensates - che consente agli scienziati di osservare il mondo quantico è stato appena creato nello spazio!
Nel normale mondo gli atomi sono sistemi separati con confini chiaramente definiti, tuttavia a temperature vicine allo zero assoluto tutte queste condizioni limite scendono e i singoli sistemi atomici si uniscono in uno. Questo esotico stato di materia è noto come Bose Einstein Condensate (BEC) e prende il nome dai fisici Satyendra Nath Bose e Albert Einstein il cui lavoro su gruppi di fotoni e atomi bosonici ha portato alla sua previsione nel 1924.
I BEC sono estremamente interessanti, poiché ora si ha un agglomerato di atomi coalizzati in un'unica entità tale che può essere descritto da una funzione d'onda normalmente riservata al mondo quantistico.
La prima realizzazione di questa materia esotica venne nel 1995 da Eric Cornell e Carl Wiemann quando un gas di rubidio fu raffreddato quasi allo zero assoluto. Questi condensati possono ora essere formati da milioni di atomi. Tuttavia, le dimensioni e la scala temporale della condensa dipendono dalle capacità dei laser e dei magneti di intrappolare e raffreddare gli atomi e mantenere il confinamento.
Ora nella microgravità della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) un team di scienziati della NASA è riuscito a raffreddare una nuvola di atomi di rubidio e a produrre per la prima volta questo stato esotico di materia nello spazio. La differenza qui è che il dispositivo - noto come Cold Atom Lab (CAL) - è solo la dimensione di un piccolo frigorifero rispetto alla tipica dimensione della stanza. Inoltre, il fatto è che nello spazio, in condizioni di microgravità, il BEC non ha bisogno di essere intrappolato e una volta creato può essere lasciato andare e lo scienziato è libero di osservare più a lungo - in genere 5 - 10 secondi.
Ciò ha implicazioni enormi per lo studio dei BEC e l'avanzamento della nostra comprensione della superfluidità e di altri cosiddetti effetti quantistici.
La NASA ha creato uno stato di materia rara ed esotica nello spazio
Rafi Letzter
La NASA ha raffreddato una nube di atomi di rubidio a dieci-milionesimi di grado sopra lo zero assoluto, producendo il quinto stato esotico della materia nello spazio. L'esperimento ora detiene anche il record per l'oggetto più freddo che conosciamo nello spazio (img sx), sebbene non sia ancora la cosa più fredda che l'umanità abbia mai creato. (Quel disco appartiene ancora a un laboratorio del MIT ).Il Cold Atom Lab (CAL) è una macchina fisica quantistica compatta, un dispositivo costruito per funzionare nei confini della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) che è stato lanciato nello spazio a maggio. Ora, secondo una dichiarazione della NASA, il dispositivo ha prodotto i suoi primi condensati di Bose-Einstein , gli strani conglomerati di atomi che gli scienziati usano per vedere gli effetti quantici giocare a grandi scale.
"Tipicamente, gli esperimenti BEC coinvolgono abbastanza apparecchiature per riempire una stanza e richiedono un monitoraggio pressoché costante da parte degli scienziati, mentre CAL ha le dimensioni di un piccolo frigorifero e può essere azionato a distanza dalla Terra," Robert Shotwell, che guida l'esperimento dal Jet Propulsion Laboratory, ha affermato nella dichiarazione.
Una foto scattata sulla Terra mostra il nucleo del Cold Atom Lab, dove vengono creati i condensati di Bose-Einstein. Credito: NASA / JPL-Caltech
Nonostante questa difficoltà, ha detto la NASA, il progetto è valso la pena. Un condensato di Bose-Einstein sulla Terra è già un oggetto affascinante; a temperature estremamente basse, i confini degli atomi si fondono insieme e gli effetti quantici solitamente invisibili si svolgono in modi che gli scienziati possono osservare direttamente . Ma raffreddare le nuvole di atomi a temperature ultra-basse richiede la loro sospensione usando magneti o laser. E una volta che i magneti e i laser sono spenti per le osservazioni, i condensati cadono sul pavimento dell'esperimento e si dissolvono.
Nella microgravità della ISS, tuttavia, le cose funzionano in modo un po 'diverso. Il CAL può formare un condensato di Bose-Einstein, liberarlo, quindi avere un tempo significativamente più lungo per osservarlo prima che si dissolva, ha scritto la NASA - fino a 5 o 10 secondi. E questo vantaggio, come riportato in precedenza da Science, dovrebbe consentire alla NASA di creare condensati molto più freddi di qualsiasi altro sulla Terra. Mentre i condensati si espandono fuori dal loro contenitore, si raffreddano ulteriormente. E più a lungo devono raffreddarsi, più diventano freddi.
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