ISS med rymdfärjan Atlantis docka till höger och den ryska unionen längst till vänster (2011)
I 2018 kommer ett nytt kärnkylskåp att startas för rymdstationen. Vi talar om Cold Atom Laboratory (CAL), som kan kyla substansen till en tiondel av en miljarddel över absoluta noll, där all den termiska aktiviteten hos atomer stannar teoretiskt.
Vid denna temperatur förlorar atomerna sin energi och börjar rör sig i slowmotion. Vid rumstemperatur studsar atomerna av varandra i alla riktningar med en hastighet av flera hundra m / s. I CAL saktar de en miljon gånger och kondenserar till unika tillstånd av kvantämnen.
CAL är en multi-användare anläggning som stöder många forskare tittar på ett brett spektrum av ämnen. Ett av de första experimenten kommer att ledas av Eric Cornell, en fysiker från University of Colorado. Hans team kommer att göra studier av partikelkollisioner och deras interaktion med varandra. Ultrakalliga gaser kan innehålla molekyler med tre atomer, men tusen gånger större än en typisk molekyl. Detta leder till en låg densitet ("fluffig" molekyl) som snabbt faller ifrån varandra om den inte förblir i extremt cool tillstånd.
År 2001 mottog Cornell Nobelpriset i fysik för att skapa Bose-Einstein-kondensat, ett annat kvantummaterial som kan studeras inom CAL. Sådana kondensat är droppar av kvantmaterial som ser ut och beter sig som vågor som existerar vid extremt kalla temperaturer. I fria fall kan kondensat hålla böljande former i 5-10 sekunder (mycket längre än på jorden), vilket öppnar ett fönster till kvantsfären.
CAL kan användas för att testa den allmänna teorin om relativitet och kvantmekanik. En av de viktigaste frågorna i modern fysik är: "Hur lyckas de arbeta tillsammans?". Dessutom är det planerat att använda CAL för att testa ekvivalensprincipen, vilket säger att gravitation och extern acceleration inte kan särskiljas experimentellt. De kommer att upprepa Galileos experiment, som släppte kanonkulorna från Pisa-tornet. Använd nu bara atomer.
Ultrakylmolekyler i två atomer kan också användas för att skapa instrument för nästa generation av exakta gravitationstester med kvantgaser.
