Cosa succede quando gli atomi diventano molto, molto freddi? Gli scienziati sanno che rallentano mentre si avvicinano allo zero assoluto, ma la fastidiosa attrazione gravitazionale della Terra rende difficile osservare cosa succede quando raggiungono bassi estremi. Ma vieni ad agosto, questo cambierà quando la NASA creerà il posto più freddo nell'universo conosciuto.
Quel clima freddo si troverà in un piccolo laboratorio grande circa la metà di un frigorifero. Si chiama Cold Atom Laboratory e verrà inviato alla Stazione Spaziale Internazionale tramite il razzo SpaceX, riferisce SNAPPA Science. All'interno, gli atomi saranno raffreddati a un miliardesimo di grado sopra lo zero assoluto (459, 67 ° F), afferma la NASA, 100 milioni di volte più fredda delle parti più profonde dello spazio.
Se la semplice menzione di quelle temperature ti fa rabbrividire, non preoccuparti. Gli esperimenti promettono di avere risultati piuttosto intriganti. Il laboratorio raffredderà gli atomi nella speranza che diventino condensati di Bose-Einstein, una forma funky di materia che gli scienziati hanno scoperto solo di recente.
Per capire questo strano fenomeno, è utile ricordare che quando gli scienziati parlano di temperature, si riferiscono davvero alla velocità con cui si muovono gli atomi. Gli atomi più eccitati vanno più veloci e hanno temperature più elevate e viceversa. Gli atomi più freddi e più lenti che si possano ottenere è noto come "zero assoluto", che ipoteticamente implicherebbe una quantità infinita di lavoro ed è quindi fisicamente impossibile da raggiungere. Ma gli scienziati possono ottenere solo un capello sopra quello strano stato.
Questo è quando le cose diventano strane. Gli atomi ultra-freddi perdono le loro normali proprietà fisiche e iniziano a comportarsi più come onde che particelle. Nel 2001, un gruppo di fisici ha vinto il Premio Nobel per aver finalmente raggiunto quello stato, noto come condensato di Bose-Einstein.
Il laureato Eric Allin Cornell, dice a Rachel Kaufman di Sigma Pi Sigma che “Man mano che le cose si raffreddano, la natura meccanica quantistica [degli atomi] tende a diventare più pronunciata. Diventano sempre più ondulati e meno simili a particelle. Le onde di un atomo si sovrappongono a un altro atomo e formano una gigantesca onda, come un gigantesco pompadour in stile Reagan. "La NASA lo descrive come file di atomi che" si muovono in concerto l'uno con l'altro come se stessero cavalcando un tessuto in movimento. "
Se questo sembra difficile da immaginare, non preoccuparti: i fisici hanno difficoltà a vederlo quando è proprio di fronte ai loro volti. La colpa è della forza gravitazionale terrestre. La gravità fa sì che gli atomi vogliano cadere verso la Terra, quindi lo stato può essere raggiunto solo per una frazione di secondo. Ma nello spazio, si spera che la mancanza di gravità lascerà i condensati di Bose-Einstein a fare le loro cose per un po 'più a lungo, facendoli rimanere in giro per alcuni secondi.
Con la capacità di vedere la condensa per un periodo di tempo più lungo, i ricercatori sperano di essere in grado di studiare come funziona — e poiché la gravità non sarà in gioco, possono confrontare i loro esperimenti con quelli basati sulla Terra e estrapolare le informazioni su come la gravità influenza gli atomi. Secondo la NASA, gli esperimenti potrebbero portare a scoperte di tutto, dall'informatica quantistica alla materia oscura. Una volta che gli scienziati hanno una migliore comprensione delle proprietà fondamentali della materia, possono usare quella conoscenza per fare cose come trasferire energia in modo più efficiente o creare orologi atomici più precisi.
Lo spazio deve già avere luoghi freddi come la piccola ghiacciaia della NASA, giusto? Sbagliato. Tom Schachtman di Smithsonian nota che la luna è a soli 378 ° F sotto lo zero, e anche la più lontana distanza dello spazio tremante è di 455 ° F sotto lo zero. Ad agosto, gli astronauti potrebbero desiderare di aver preparato un parka, ma per ora, il posto più freddo dell'universo è proprio qui sulla Terra nei laboratori in cui gli scienziati fanno i loro brevi esperimenti con atomi lenti e freddi.
