新浪科技訊北京時(shí)間5月29日消息，國(guó)際空間站上的宇航員這兩天剛剛獲得一批新的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，涉及緊急導(dǎo)航，DNA測(cè)序，以及超冷原子研究等領(lǐng)域。美國(guó)私營(yíng)航天承包商“軌道ATK”公司的“天鵝座”飛船已經(jīng)將這些物資送達(dá)宇航員們的手中。
根據(jù)與美國(guó)宇航局簽署的商業(yè)服務(wù)合同，2018年5月21日，“天鵝座”貨運(yùn)飛船由一枚“軌道ATK”公司研制的“心宿二”火箭從美國(guó)弗吉尼亞州的瓦洛浦基地發(fā)射升空。本次飛行，天鵝座飛船攜帶了大約7400磅（約合3.35噸）的研究設(shè)備，以及其他物資前往國(guó)際空間站，這些設(shè)備和物資將為空間站上的十多個(gè)項(xiàng)目提供支持。全部加起來(lái)，目前國(guó)際空間站上正在開展的研究項(xiàng)目有超過(guò)250個(gè)。
美國(guó)宇航員斯科特·汀格爾（Scott Tingle）和瑞吉·阿諾德（Ricky Arnold）操控國(guó)際空間站的機(jī)械臂捕獲天鵝座飛船并完成對(duì)接，隨后就可以將獲取轉(zhuǎn)移到空間站上。
宇宙最低溫之處
美國(guó)宇航局（NASA）早在去年就宣布說(shuō)他們要構(gòu)建一個(gè)“全宇宙最冷的地方”，以便研究原子在接近絕對(duì)零度環(huán)境下的奇異行為。
而在這一次送往空間站的所有實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，最引人關(guān)注的就是一臺(tái)名為“冷原子實(shí)驗(yàn)室”（Cold Atom Laboratory （CAL））的設(shè)備，這臺(tái)設(shè)備大小和一個(gè)冰箱差不多，由美國(guó)宇航局“噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”（JPL）研制，其能夠產(chǎn)生比宇宙空間溫度還要再低100億倍的極端超低溫環(huán)境。其原理是利用真空腔內(nèi)的激光和電磁系統(tǒng)，將氣體中粒子的運(yùn)動(dòng)速度放慢，一直到幾乎接近靜止的狀態(tài)。
科學(xué)家們之所以對(duì)極端低溫下的原子行為如此感興趣，是因?yàn)樵跇O端低溫下，它們的行為會(huì)非常奇異，而在太空失重環(huán)境下，開展這項(xiàng)研究將具有更加有利的條件。
根據(jù)設(shè)計(jì)，地球上的科學(xué)家們將能夠利用這條設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作實(shí)驗(yàn)，每天可以做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間大約是6.5小時(shí)左右，并且全程無(wú)需空間站上的宇航員協(xié)助。
這臺(tái)設(shè)備可以將其內(nèi)部的原子云冷卻到極為接近絕對(duì)零度的溫度水平上。所有稍有物理常識(shí)的人都知道，絕對(duì)零度是溫度的最低極限，數(shù)值大約是零下273.15攝氏度。在極端低溫下，原子將呈現(xiàn)非常緩慢的運(yùn)動(dòng)形式，稱作“玻色-愛因斯坦凝聚”。
在地球重力條件下，這些粒子的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)法被減慢到足夠的程度，難以對(duì)其進(jìn)行持續(xù)的觀察。因此也就難以對(duì)其量子行為進(jìn)行更深入的研究。
然而，在國(guó)際空間站的微重力環(huán)境下，事情就變得不一樣了。脫離了地球重力場(chǎng)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)室條件下的原子運(yùn)動(dòng)速度將被極大放慢。通過(guò)綜合運(yùn)用激光與磁場(chǎng)手段，可以極大減慢原子的運(yùn)動(dòng)，使其對(duì)應(yīng)溫度降低到絕對(duì)零度以上100億分之一的水平上。
通過(guò)CAL在國(guó)際空間站上的實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們將更好地了解在這種極端環(huán)境下原子的行為特征，這是100多年來(lái)科學(xué)家們一直孜孜不倦研究的重要物理學(xué)領(lǐng)域課題。（晨風(fēng)）
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