PENELITIAN BARU DI LUAR ANGKASA TENTANG CHIP

Selama beberapa menit pada Jan. 23, 2017, tempat terdingin di alam semesta yang diketahui adalah microchip kecil yang melayang 150 mil di atas Kiruna, Swedia.

Chip itu kecil - seukuran prangko - dan berisi ribuan atom rubidium-87 yang padat. Para ilmuwan meluncurkan chip yang ke ruang angkasa kapal sebuah unpiloted, 40-kaki-panjang (12 meter) roket, kemudian dibombardir dengan laser sampai atom di dalamnya didinginkan ke minus 459,67 derajat Fahrenheit (minus 273,15 derajat Celcius) - sebagian kecil dari sebagian kecil dari derajat di atas nol mutlak, suhu terdingin yang mungkin di alam.

Sementara roket nongol di gravitasi rendah untuk berikut 6 menit, para ilmuwan diberi kesempatan langka untuk mempelajari secara mendalam aneh, negara setidaknya dipahami dari materi di alam semesta - kondensat Bose-Einstein. Untuk pertama kalinya, para ilmuwan telah menciptakan satu di ruang angkasa.

Berbeda dengan empat negara lainnya materi (padat, cair, gas dan plasma), kondensat Bose-Einstein dapat membentuk hanya ketika awan atom mengandung gas dingin ke dalam beberapa billionths derajat di atas nol mutlak. Ketika sekelompok atom didinginkan pada suhu yang sangat rendah, mereka berhenti bergerak sebagai individu dan bergabung menjadi satu atom super besar. Puluhan ribu atom tiba-tiba menjadi tidak bisa dibedakan dari satu sama lain, perlahan-lahan bergetar pada panjang gelombang seragam yang dapat, secara teoritis, mengambil gangguan gravitasi terkecil di sekitar mereka.

Yang hiper-sensitivitas membuat Bose-Einstein kondensat alat yang menjanjikan untuk mendeteksi gelombang gravitasi - gangguan di kelengkungan ruang-waktu yang diciptakan oleh tabrakan antara objek supermasif seperti lubang hitam dan bintang neutron. Masalahnya adalah, ketika para ilmuwan membuat kondensat Bose-Einstein di laboratorium darat, mereka memiliki hanya beberapa detik untuk belajar mereka sebelum gumpalan materi homogen jatuh ke dasar wadah dan istirahat terpisah.

Peneliti kadang-kadang mencoba untuk membeli sendiri beberapa detik ekstra dengan menjatuhkan kondensat Bose-Einstein dari menara tinggi, tetapi metode ini tidak berkelanjutan untuk studi jangka panjang. Mempelajari kondensat Bose-Einstein dengan gravitasi rendah atau tanpa gravitasi akan jauh lebih efektif. (NASA baru-baru ini mendirikan Laboratorium Atom Dingin di Stasiun Luar Angkasa Internasional hanya untuk tujuan ini.)

Itu membawa kita kembali ke roket kita, dan chip kita yang sangat dingin. Ketika chip-full-of-atom yang diluncurkan ke ruang angkasa Januari lalu sebagai bagian dari Interferometry Materi-Wave di Microgravity (Maius 1) percobaan, para ilmuwan di tanah tahu mereka memiliki beberapa menit yang berharga untuk belajar sekali atom dalam membeku . Menggunakan laboratorium kompak dibangun ke roket, tim berlari 110 percobaan kencang sekali pada chip untuk lebih memahami bagaimana gravitasi mempengaruhi perangkap atom dan pendinginan, dan bagaimana Bose-Einstein kondensat berperilaku jatuh bebas.

Di antara hasil mereka dipublikasikan pada Oktober. Para peneliti menemukan bahwa mengiris dan menyusun kembali kondensat Bose-Einstein bisa menjadi alat kunci dalam mendeteksi gelombang gravitasi. Dalam satu percobaan, tim itu memotong awan kondensat mereka menjadi dua dengan laser, lalu menyaksikan bagian-bagian tersebut bergabung kembali. Karena kedua bagian awan berbagi status kuantum yang sama dan bergerak sebagai gelombang kontinyu, setiap perbedaan dalam dua bagian setelah rekombinasi dapat menunjukkan bahwa pengaruh eksternal mengubah keadaan tersebut. Menurut para peneliti, kehadiran gelombang gravitasi bisa menjadi salah satu pengaruh tersebut.

Jika semua pembicaraan tentang keripik dan sains inovatif ini membuat Anda lebih lapar, ada banyak penelitian kondensat Bose-Einstein yang harus dilakukan di Bumi dan di atasnya. Untuk saat ini, para peneliti di balik misi MAIUS I saat ini memiliki dua sekuel dalam karya. Ikuti terus (dan gabungkan).