Temperatura extrem de scăzută, apropiată de zero absolut, este studiată în spațiu, la bordul Stației Spațiale Internaționale, cu ajutorul unui dispozitiv de dimensiunile unui mini-frigider destinat cercetării cuantice.
Aici, NASA analizează proprietățile celei de-a cincea stări a materiei în condiții de microgravitație.
O echipă de cercetători își propune să descifreze tainele acestei stări neobișnuite a materiei, cu scopul de a dezvolta noi tehnologii cuantice, după cum relatează Live Science.
Staţia Spaţială Internaţională a fost echipată cu un sistem avansat de upgrade-uri pentru Laboratorul de Atomi Reci, permițând studii de mecanică cuantică în condiții extreme de temperatură scăzută și microgravitaţie.
Aceste modernizări recente facilitează cercetările NASA asupra proprietăților materiei la temperaturi apropiate de zero absolut.
Studiul proprietăților atomilor extrem de reci este posibil într-un mediu creat prin îmbinarea Laboratorului de Atomi Reci modernizat recent cu mediul de microgravitaţie existent în orbita joasă a Pământului, condiții ce nu pot fi replicate pe Pământ, permițând oamenilor de știință investigarea caracteristicilor atomilor „ultrareci”.
Citește șiAxis BootCamp 2026: demonstrații tehnice și experiență practică la Snagov
Minus 273,15 grade Celsius reprezintă temperatura extrem de scăzută la care atomii îşi pierd complet energia cinetică, fiind cea mai joasă temperatură posibilă în Univers.
Studiul se axează pe observarea comportamentului norilor de atomi în condiţii de temperaturi apropiate de zero absolut.
Această temperatură, de minus 273,15 grade Celsius, marchează limita la care mişcarea atomică încetează complet.
Jason Williams, cercetător principal al proiectului de la Laboratorul de Propulsie Jet al NASA din California de Sud, a afirmat:
„La cele mai scăzute temperaturi, materia se comportă radical diferit faţă de orice am experimentat până acum. Natura ondulatorie a materiei devine dominantă, iar materia ultrarece se poate comporta în moduri nu doar neaşteptate, ci şi utile pentru realizarea unor măsurători extrem de precise ale timpului, gravitaţiei şi mişcării. Laboratorul dispune de numeroase instrumente, în special după această ultimă modernizare, care ne permit să explorăm natura Universului”
.
Acesta conduce cercetările efectuate pe Stația Spațială Internațională cu scopul de a studia a cincea stare a materiei la temperaturi apropiate de zero absolut.
Comportamentul atomilor și al componentelor lor subatomice, considerate obiecte cuantice, prezintă deosebiri esențiale față de lumea macroscopică.
Interacțiunile și proprietățile lor sunt guvernate de legi fizice distincte.
Conform previziunilor, mecanica cuantică dezvăluie că entitățile fizice sunt capabile să se manifeste în multiple locații concomitent, un fenomen denumit suprapunere cuantică, permitându-le să fie interconectate la scară largă prin inseparabilitatea cuantică și să se propage prin spațiu și timp atât sub formă ondulatorie, cât și corpusculară.
Însă, investigarea acestor fenomene se dovedește a fi o sarcină deosebit de complexă.
Dificultățile întâmpinate în observarea lor sunt considerabile.
ISS găzduiește un laborator specializat, denumit Laboratorul de Atomi Reci, a cărui dimensiune este similară cu cea a unui mini-frigider. Acest laborator utilizează tehnologia laser pentru a reduce temperatura gazelor de rubidiu și potasiu la niveluri extrem de scăzute, apropiate de zero absolut. Această abordare inovatoare este implementată pentru a învinge obstacolele întâmpinate în studiul proprietăților materiei la temperaturi foarte scăzute.
În acest regim de temperatură extrem de scăzută, se produce o transformare a atomilor într-o formă specială de materie denumită condensat Bose-Einstein, caracterizată prin aceea că un număr mare de atomi se sincronizează pentru a se comporta asemenea unei singure unde cuantice de materie.
Este o stare unică, în care numeroşi atomi îşi pierd individualitatea şi se comportă ca o entitate singulară.
Un progres semnificativ în cercetarea fizică a fost realizat prin intermediul unui sistem care permite investigarea fenomenelor cuantice la o scară mult mai mare decât cea a atomilor individuali. Acest sistem oferă cercetătorilor oportunitatea de a studia efectele microgravitaţiei, care au un impact considerabil asupra undelor de materie din condensat, permițându-le să se extindă și să evolueze fără perturbări pentru perioade de timp mult mai lungi decât cele posibile pe Pământ.
NASA a efectuat cea de-a patra revizie importantă a Laboratorului de Atomi Reci de la implementarea sa pe ISS în 2018.
NASA anunță că progresele cheie realizate în urma acestei actualizări sunt reprezentate de o capcană magnetică reimaginată pentru reținerea norului de atomi, de surse de atomi optimizate și de instrumente de măsurare mai avansate.
În urma unei lansări recente, noile echipamente au ajuns la bordul Staţiei Spaţiale Internaţionale în luna aprilie a anului 2026. Ulterior, acestea au fost instalate şi puse în funcţiune, după care au devenit operaţionale, începând să efectueze măsători de ultimă generaţie.
Noi tehnologii cuantice pentru spaţiu, cu precizie ridicată, vor fi dezvoltate pe baza acestor măsurători, care vor permite îmbunătăţirea considerabilă a capacităţilor de poziţionare, navigaţie şi măsurare a timpului, precum şi detectarea modificărilor gravitaţionale.
Nu sunt necesare investiții suplimentare pentru realizarea acestor tehnologii
nu se regăsește in textul dat, deci
aceste tehnologii sunt vitale pentru progresul fizicii și tehnologiilor cuantice.
Nu, corect este
Măsurătorile efectuate sunt cruciale pentru evoluţia tehnologiilor cuantice de înaltă precizie în spaţiu, care vor fi utilizate ulterior pentru determinarea poziţiei, orientării în spaţiu, cronometrajului şi identificării fluctuaţiilor gravitaţionale.
În viitor, asemenea tehnici ar putea permite astronauților să traverseze suprafața lunară independent de sistemul GPS, facilitând totodată crearea unor hărți detaliate și extrem de precise ale câmpului gravitațional al Pământului.
Schimbări semnificative au avut loc în secolul anterior odată cu revoluţia cuantică, care a favorizat crearea de lasere, telefoane mobile şi apparate RMN pentru imagistica medicală.
În prezent, se lucrează la Quantum 2.0, proces care implică manipularea directă a unor stări cuantice complexe, cu scopul de a înregistra progrese asemănătoare în tehnologiile cuantice prin extinderea acestei investigaţii în spaţiu, după cum a afirmat Ethan Elliott, cercetător adjunct la proiectul din cadrul Laboratorului de Propulsie Jet al NASA din California.
Acum realizăm Quantum 2.0, adică manipularea directă a unor stări cuantice de mari dimensiuni, şi sperăm să obţinem progrese similare în domeniul tehnologiilor cuantice prin dezvoltarea acestei cercetări în spaţiu
COMENTARII / 0