Kosmosdagi Eng Sovuq Laboratoriya

Aka-uka va opa-singillar, bir daqiqaga ko'zingizni yuming va tasavvur qiling.

Yer sirtidan 400 kilometr balandlikda, ya'ni Xalqaro Kosmos Stansiyasi atrofida, bir dona yo'ldosh mayda muzlatgich o'lchamida tinchgina aylanib yuribdi. Metall qutining ichida olimlar butun koinotning eng g'alati materialini tayyorlashga tayyormi — to'liqqo'rqitarli darajada.

Bu qanaqa material?

Mutlaq nolga yaqin haroratlarda — minus 273 daraja Selsiy atrofida — atomlar o'zini juda g'alati tutadi.

Ko'pchilik atomni sharcha singari tasavvur qiladi, to'g'rimi? Mayda-kichik shariklar, bir-biri bilan sekunda urinishib yuribdi. Lekin bu haroratlarda atomlar to'liq boshqacha harakat qila boshlaydi. Ular to'lqin kabi harakatlana boshlaydi. Birdaniga bir nechta joyda bo'lishi mumkin. Bir-birining ichidan o'tishi mumkin. Oddiy mantiq bu yerda ishlamay qoladi.

Bu moddaning beshinchi holati — Boze-Aynshteyn kondensati. Qattiq, suyuq, gaz va plazmadan keyin. Lekin uni "modda holati" deb atash kamlik qiladi. Bu yerda kvant fizikasining qoidalari bekor bo'ladi.

Nega aynan kosmosda?

Bunday narsani Yerda ham yaratish mumkin. Lekin muammo bor — yer sharoitida og'irlik kuchi hamma narsani buzadi. Atom bulutlari bir necha soniyada tarqalib ketadi.

Kosmosda esa microgravity ishqibozi — og'irlik kuchi yo'q. Kvant to'lqinlari erkin kengayadi va ularni uzoq vaqt kuzatish mumkin. Oshxona vannasida to'lqin o'rganish bilan ochiq dengizda to'lqin o'rganishning farqi kabi.

Olimlarning so'zlaricha, bu haroratlarda "moddaning to'lqin xossasi hukmron bo'ladi va o'tta sovuq materiya kutilmagan va ayni paytda vaqt, gravitatsiya va harakatni juda aniql o'lchash imkonini beradi."

Qanday muzlatiladi?

Eng qiziq qismi — bu haroratga qanday yetib borishadi.

Birinchidan, rubidiy yoki kaliy metallini 400 gradusga qizdiring — pechkadagi pizza kabi. Vakuum kamerasida gaz paydo bo'ladi.

Keyin lazerlar ishlaydi. Atomlardan energiyani shunchaki "tashqariga chiqaradi". Giperaktiv bolani tinchlantirishga o'xshaydi — uni charchatmaydi, balki energiyasini yutadi.

So'ngra magnit maydonlar yordamida atomlar ushlanadi va qo'shimcha usullar bilan yana sekinlashtiriladi. Oxirgi natijada — atomlar shunchalik sekin harakatlanadiki, agar ular mashina bo'lsa, bir million yilda shahar blokini kesib o'tar edi.

Nega bu muhim?

"Quantum 2.0" inqilobi boshlanmoqda. Birinchisi — laser, smartfon, MRI apparati. Ikkinchisi — kvant texnologiyalarining yangi davri. Aniqroq atom soatlari. Gravitatsion to'lqinlarni sezuvchi datchiklar. Hozirgi kompyuterlar milliard yilda echolmaydigan masalalarni ishlay oladigan qurilmalar.

Cold Atom Lab — bu kvant texnologiyasini kosmosda ishlata olishimizni isbotlayapti.

Oxirgi yangilanish

Aprelda yetkazilgan yangilanish juda muhim. Endi ilmiy xodimlar atom bulutlarining shaklini o'zgartira oladi — bu g'alati materialni yangi usullar bilan o'rganish imkonini beradi.

Bitta olim aytganidek: "Bu bizda kvant dunyosi chegarasini boshqarishga eng yaqin narsa."

Xulosa

Yerda Marsga ham bormagan odamzot, 400 kilometr balandlikda, mutlaq nolga yaqin haroratlarda materiya bilan tajriba o'tkazmoqda. Olam tabiati haqidagi eng chuqur savollarga javob izlayapti.

Bu kabi ilmiy ishlar ko'p boshqotirmi? Balki. Lekin bu — koinotni o'rganish bilangina cheklanmay, koinotni o'zi orqali materiyani tushunish.

Va bu, mening fikrimcha, ajoyib narsa.