Միջազգային տիեզերական կայանի տախտակամածին հաջողությամբ աշխատում է NASA-ի թարմացված քվանտային լաբորատորիան՝ Cold Atom Lab-ը։ Անկշռության պայմաններում գիտնականները կարող են ստեղծել և ուսումնասիրել նյութի էկզոտիկ վիճակներ, որոնք Երկրի վրա գոյություն ունեն ընդամենը վայրկյանի բաժիններ։ Սա նոր հորիզոններ է բացում հիմնարար գիտության և ապագա տեխնոլոգիաների համար։

Ինչ է Cold Atom Lab-ը

Լաբորատորիան իրենից ներկայացնում է փոքրիկ սառնարանի չափսերով կոմպակտ սարք, որը կառավարվում է Երկրից։ Այն ռուբիդիումի և կալիումի ատոմները սառեցնում է մինչև մինուս 273 °C-ից ցածր ջերմաստիճան՝ գրեթե մինչև բացարձակ զրո։ Նման պայմաններում ատոմներն անցնում են նյութի առանձնահատուկ հինգերորդ ագրեգատային վիճակի՝ Բոզե-Էյնշտեյնի կոնդենսատի։

Այս վիճակում ատոմները դադարում են իրենց դրսևորել որպես առանձին մասնիկներ և սկսում են գործել որպես միասնական քվանտային ալիք։ Դրանք կարող են «տարածվել» տարածության մեջ, միաժամանակ գտնվել մի քանի վայրում և ազատորեն անցնել միմյանց միջով։

Անկշռության առավելությունները

Երկրի վրա ձգողության ուժն արագորեն քայքայում է նման քվանտային ամպերը։ ՄԿԿ-ի միկրոգրավիտացիայի պայմաններում դրանք ստացվում են զգալիորեն ավելի մեծ և գոյատևում են շատ ավելի երկար։ Սա թույլ է տալիս իրականացնել փորձեր, որոնք անհնար են երկրային լաբորատորիաներում։

«Մենք իրականացնում ենք քվանտային հեղափոխություն 2.0 և հույս ունենք տեխնոլոգիաների ոլորտում նմանատիպ բեկման հասնել»,— նշել է նախագծի գիտական ղեկավարի տեղակալ Իթան Էլիոթը։ Նա հիշեցրել է, որ նախորդ դարում առաջին քվանտային հեղափոխությունը մարդկությանը պարգևեց լազերներ, բջջային հեռախոսներ և ՄՌՏ (MRI) սարքեր։

Նոր հնարավորություններ

Լաբորատորիայի վերջին՝ չորրորդ թարմացումը (2018 թվականին դրա գործարկումից ի վեր) ավելացրել է բարելավված մագնիսական թակարդ։ Այն գիտնականներին թույլ է տալիս բարձր ճշգրտությամբ կառավարել քվանտային ամպերի ձևն ու վարքագիծը։ Սա դռներ է բացում ժամանակի, գրավիտացիայի և արագացման գերճշգրիտ չափումների համար։

Նման հետազոտությունները կարևոր են ոչ միայն հիմնարար ֆիզիկայի, այլև նոր նավիգացիոն համակարգերի ստեղծման համար, որոնք ապագայում կկարողանան աշխատել անհավանական ճշգրտությամբ։

Քվանտային ֆիզիկան նման մասշտաբներում նյութի վարքագիծը նկարագրում է բոլորովին այլ կերպ, քան դասական մեխանիկան։ Ատոմներն իրենց պահում են ալիքների պես՝ դրսևորելով զարմանալի հատկություններ, որոնք օգնում են ավելի լավ հասկանալ Տիեզերքի օրենքները։

Կարճ ասած

NASA-ն թարմացրել է ՄԿԿ-ում գտնվող Cold Atom Lab քվանտային լաբորատորիան, որտեղ ռուբիդիումի և կալիումի ատոմները սառեցվում են գրեթե մինչև բացարձակ զրո՝ ստեղծելով Բոզե-Էյնշտեյնի կոնդենսատներ։ Անկշռության մեջ այս քվանտային ամպերը ստացվում են ավելի մեծ և կայուն, քան Երկրի վրա։ Նոր սարքավորումը թույլ է տալիս անցկացնել եզակի փորձեր, որոնք կարող են հանգեցնել բեկման ապագայի ճշգրիտ չափումների և տեխնոլոգիաների ոլորտում։ Սա «քվանտային հեղափոխություն 2.0»-ի մի մասն է։