“حالت پنجم ماده” کوانتومی برای اولین بار در فضا مشاهده شد

“حالت پنجم ماده” کوانتومی برای اولین بار در فضا مشاهده شد

تیمی از دانشمندان ناسا از اولین نتایج آزمایشات چگالش بوز-انیشتین در ایستگاه فضایی بین المللی پرده برداشتند ، جایی که ذرات می‌توانند بدون محدودیت توسط گرانش دستکاری شوند.
روز پنجشنبه ، دانشمندان برای اولین بار حالت پنجم ماده را در فضا مشاهده کرده‌اند و چشم‌انداز بی‌سابقه‌ای را ارائه می‌دهند که می‌تواند به حل برخی از معضلات دربارهٔ کیهان کمک کند.

چگالش بوز-انشتین (BECs) که وجود آن تقریباً یک قرن پیش توسط آلبرت انیشتین و ریاضیدان هندی ساتیندرا بوز پیش‌بینی شده بود – هنگامی شکل می‌گیرد که اتم‌های عناصر خاص سرد شده و تقریباً به صفر مطلق برسند (0 کلوین ، منهای 273.15 درجه سانتیگراد )

در این مرحله ، اتم‌ها به یک موجودیت واحد با خواص کوانتومی تبدیل می‌شوند ، که در آن هر ذره نیز به عنوان ریزموج عمل می‌کند.

چگالش بوز-اینشتین (یا همان BECs) مرز بین دنیای ماکروسکوپی را رد میکند که توسط نیروهایی مانند گرانش در دنیای مکانیک کوانتومی اداره می‌شود. به عبارت دیگر پدیده‌ای کوانتومی که باید در مقیاس ذرات اتمی جریان داشته باشد، در سطح ماکروسکوپی نیز ظاهر می‌شود.

دانشمندان معتقدند BEC ها دارای سرنخ‌های مهم و اساسی در مورد پدیده‌های اسرارآمیز مانند انرژی تاریک هستند .

اما BEC ها بسیار شکننده هستند. کمترین تعامل با دنیای خارجی برای گرم شدن (و درنتیجه نابودی) آنها کافی است.

این حساسیت کار دانشمندان را برای مطالعه روی زمین تقریباً غیرممکن می‌کند ، جایی که گرانش با میدان‌های مغناطیسی مورد نیاز برای نگه داشتن آنها در محلی برای مشاهده تداخل دارد.

روز پنجشنبه تیمی از دانشمندان ناسا از اولین نتایج آزمایش‌های BEC در ایستگاه فضایی بین المللی ، جایی که ذرات می‌توانند بدون محدودیت‌های زمینی دستکاری شوند ، پرده برداشتند.

رابرت تامپسون از انستیتوی فناوری کالیفرنیا ، پاسادنا گفت: “میکروگرویتی-جاذبه نزدیک به صفر- به ما این امکان را می‌دهد که اتم‌ها را با نیروهای بسیار ضعیف‌تر محصور کنیم ، زیرا مجبور نیستیم از آنها در برابر گرانش حمایت کنیم.”

تحقیقات منتشر شده در مجله Nature چندین تفاوت شگفت‌انگیز در مورد BEC های ایجاد شده روی زمین و مواردی که در ایستگاه فضایی قرار دارند ، منتشر کرده است.

در آزمایشگاه‌های زمینی BECها معمولاً معادل چند میلی ثانیه طول می‌کشد تا ناپدید شوند اما در ایستگاه بین‌المللی فضایی بیش از یک ثانیه طول کشید، و این اتفاق به تیم پژوهشگران فرصتی بی‌سابقه برای مطالعه خواص آنها ارائه می‌دهد.

این شرایط همچنین اجازه می‌دهد که اتم ها توسط میدان‌های مغناطیسی ضعیف‌تر دستکاری شوند ، سرمایش آنها سریع شود و تصویربرداری شفاف‌تری انجام شود.

دیوید آولین رهبر این تیم تحقیقاتی گفت: هدف برنامه‌های بعدی این مطالعات، از آزمایشات نسبیت عام و جستجوی انرژی تاریک و امواج گرانشی گرفته تا ناوبری فضاپیما و جستجوی مواد معدنی زیرسطحی در ماه و سایر اجرام سیاره‌ای را شامل می‌شود”

برگردان: آرین رسولی

منبع
https://www.afp.com/en/news/826/quantum-fifth-state-matter-observed-space-first-time-doc-1t76cp1