Çin’in Uzay İstasyonu Atomları Mutlak Sıfırdan Sadece 9,7 Trilyonda Bir Derece Yukarıda Soğutarak Rekor Kırdı

İçinde bir laboratuvarın sıkıştırıldığı bir uzay istasyonunun kabini, 20.000 atomu rekor düzeyde soğutarak yerçekimi ve karanlık madde çalışmaları için yeni olanaklar açıyor.

Tam Profil’i Görüntüle.

Düzen Politikamız hakkında bilgi edinin.

Deneyin gerçekleştiği Çin’in uzay istasyonunun canlandırılması. (Görsel Kaynağı: Alejo Miranda/Shutterstock)

Çinli bilim insanlarından oluşan bir ekip, ağırlıksızlığa yakın bir ortamda genişleyen 20.000 atomlu rekor soğuk bulutu yakalamak için yaklaşık 15 yıl ve bir uzay istasyon kabine küçültülmüş bir laboratuvar harcadı.

Çin’in uzay istasyonunda çalışan ekip, Çin Bilimler Akademisi’nin tanımladığı gibi şu ana kadar bilinen en soğuk yapay maddeyi oluşturdu. Science‘de yayımlanan çalışma, önceki rekor olan 38 trilyonda bir derecenin yaklaşık dörtte biri olan yalnızca 9,7 trilyonda bir derece mutlak sıfırın üzerindeki eşdeğer sıcaklığı bildiriyor. Deneyde, tuzak olarak lazer ışığı kullanılan rubidyum metalinin atomları kullanıldı.

Bu çalışma, ultracold atomların hassas biçimde kontrol edilmesinde önemli bir dönüm noktasıdır, Science‘in hakemleri, bir basın açıklamasında aktarıldığı gibi yazdı.

Çin’in Uzay İstasyonunda Rekor Soğuk Atomlar

NASA‘ya göre atomları soğutmak onların hareketini yavaşlatır ve onları çalışmayı kolaylaştırır; araştırmacıların kuantum fiziğini, atomları ve atomaltı parçacıkları yöneten kuralları incelemelerine olanak tanır.

Uygun koşullar altında, çok sayıda atom ortak bir kuantum durumunu paylaşır ve fizikçilerin Bose-Einstein yoğuşması dediği şeyi oluşturur. NASA’ın açıklamasına göre, kolektif davranışları, genellikle bireysel parçacıklara atfedilen etkilerin daha büyük madde kümeleri üzerinde gözlemlenebilmesini sağlar.

Bu durum ilk olarak 1995 yılında bir gazda üretildi, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’ne göre (NIST). Çinli ekip, rubidyum atomları kullanarak bir yoğuşma oluşturdu, ardından bulutun enerjisini daha da azalttı.

1 makale daha ücretsiz okudunuz (2 içinde 1)

Hesabınız var mı? giriş yapın

Tam erişim için bugün abone olun ve gazeteciliğimizi destekleyin.

NIST’e göre kelvin ölçeği, yaklaşık eksi 459,67 Fahrenheit dereceye eşit olan sıfır mutlak noktasında başlar. Çin Bilimler Akademisi, bulutun eşdeğer sıcaklığını oda sıcaklığının yaklaşık 14 büyüklük derecesinin altında belirtiyor.

“Eşdeğer sıcaklık”, bulutun genişlemesiyle ilişkili enerjiyi bir sıcaklık olarak ifade eder; çevredeki ekipmanın o kadar soğuduğu anlamına gelmez.

Sıcaklığın düşürülmesine ek olarak araştırmacılar, bulutu serbest genişlemesini izledi; tuzaktan salındıktan sonra yedi saniye boyunca yayılmasını, önceki rekor kıran deneydeki iki saniyeyle karşılaştırdı.

Deneyin Neden Uzayda Gerektiği

NASA’ya göre yerçekimi, serbest bırakılan atomları deney odalarının dibine doğru çeker ve araştırmacıların onları gözlemleyebileceği süreyi sınırlar. Bir istasyon, bulutun ekipmana göre süzülmesine olanak tanıyarak araştırmacıların onu incelemesi için daha fazla süre verir.

NASA, Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki Soğuk Atom Laboratuvarı’nda benzer araştırmalar yürüttü ve bu laboratuvar 2018’de yörüngede bir Bose-Einstein yoğuşması üretti. Bir bulutun genişlemesi onu daha da soğutabilir; bu süreç, atomların odanın tabanına hızlıca düşmemesiyle kolaylaşır.

Çinli araştırmacılar atomları, odaklanmış ışın demetleriyle onları yerinde tutan bir lazer tuzakında tuttu. Tuzakı zayıflatarak daha yüksek enerjili atomların kaçmasına izin verdiler ve böylece daha soğak bir bulut bırakıp onu genişlemeyle daha da soğuttular. Kurumların açıklamalarına göre neredeyse ağırlıksız koşullar, ışığın atomları yerdekienden daha gevşek tutabilmesini sağladı.

Şanghay Optik ve Hassas Mekanik Enstitüsü’ndeki mühendisler, başlangıçta yaklaşık 706 kübik feet hacmi dolduran ve yaklaşık 22.000 pound ağırlığındaki ekipmanı, yaklaşık 25 kübik feet hacminde ve 1.100 pound ağırlığındaki bir dolaba sığdırdı. Lazerler, hassas optikler, vakum ekipmanları ve kontrol birimleri içeride yer almalı ve uzay uçuşuna dayanmalıydı. Dolap, 2022’de Mengtian modülüyle uzaya gönderildi ve dört yıla yakın bir süredir yörüngede çalışıyor; bu bilgi enstitüden verildi.

Araştırmacıların Bir Sonraki Adımda Ölçebileceği Şeyler

Çin Bilimler Akademisi’ne göre, atomları daha da soğutma ve onları daha uzun süre gözlemleme yeteneği, araştırmacıların navigasyon ve Dünya’nın yerçekimi alanını ölçmek için daha hassas aletler geliştirmesine yardımcı olabilir. Daha hassas aletler uzay araçlarının hareketini izlemeye ve Dünya’nın yerçekimindeki daha küçük değişimleri algılamaya yardımcı olarak araştırmacıların gezegenimizi yörüngeden ölçme yeteneğini artırabilir.

Çalışma aynı zamanda kuantum simülasyonuna da işaret ediyor; bu araştırmacıların atomları dizip kontrol ederek diğer kuantum sistemlerinin nasıl davrandığını incelemesini sağlıyor. Bu, istasyonun soğuk atom bulutlarını, yeryüzünde sürdürülmesi zor koşullar kullanılarak o sistemlerin nasıl çalıştığını test etme imkanı sunan, alışılmadık madde formlarını keşfetmek için deneylere dönüştürebilir.

Çin Bilimler Akademisi, platformun olası gelecekteki kullanım alanları arasında ultrahafif karanlık madde aramalarını da belirtiyor.

Haber Kaynakları

Discovermagazine.com’daki yazarlarımız makalelerimiz için hakem değerlendirmesinden geçmiş çalışmalar ve yüksek kaliteli kaynaklar kullanır; editörlerimiz bilimsel doğruluk ve editörel standartlar için inceleme yapar. Bu makale için kullanılan kaynakları aşağıdan inceleyin:

• Bu makale Science: Quantum gases below 10 picokelvin in space kaynağından bilgi alıyor
• Bu makale Çin Bilimler Akademisi: Scientists Create the Coldest Human-Made Matter Aboard China’s Space Station kaynağından bilgi alıyor
• Bu makale Çin Bilimler Akademisi: Chinese Scientists Break the Low-Temperature Record kaynağından bilgi alıyor
• Bu makale NASA: NASA’s Cold Atom Lab Takes One Giant Leap for Quantum Science kaynağından bilgi alıyor
• Bu makale Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü: Bose-Einstein Condensate: A New Form of Matter kaynağından bilgi alıyor
• Bu makale Çin Bilimler Akademisi: China’s Space Station Sets New Atomic Cooling Record kaynağından bilgi alıyor

Yazarı Tanıyın

• Anastasia Scott

  Anastasia Scott, Discover Magazine‘de yardımcı editördür. Çalışmaları, bilimsel fikirlere açıklık ve yaratıcılık kazandırmaya odaklanır. Tam Profili Görüntüle

Anastasia Scott

• kimya
• karanlık madde
• fizik
• uzay keşfi
• hava durumu

Mars Atmosferinde Tespit Edilen Gaz, Volkanik Faaliyetin İşareti Olabilir

Yeni Lumina Simülasyonu, Erken Evren’in Kosmik Karanlık Çağlarından Nasıl Doğduğunu Ortaya Çıkarıyor

Dünyanın İlk “Işın Kılıcı” Anteni, Radyo Dalgalarını İletmek İçin Plazma Kullanıyor

Voyager 1 Tarihi Bir Eşik Yeşermeye Yaklaşırken, NASA Probu İleri Sürdürmek İçin Zekâca Mühendislik Uyguluyor

NASA’nın Swift Gözlemci Uydusu, Neredeyse 22 Yıllık Uzay Hayatının Ardından Ateşli Bir Giriş Yapacak

Sahara Çölünde Bulunan Antik Mars Meteoriti, 4,1 Milyar Yıllardan Daha Eski Bir Zamanda Oluşmuş Olabilir

Giyilebilir Cihaz Koku İnternet Üzerinden İletebilir, Düşük Doz Aspirin Demans Riskini Azaltabilir ve 2,8 Milyon Yılan Balığı Deniz Altında Volkanın Etrafında Toplanır

Pluto’un Ötesinde Tespit Edilen Buzlu Cisim, Güneş Sistemi’nin Dış Sınırında Yeni Cüce Gezegen Adayına Dönüşüyor

Yıldızlar Arası Kuyruklu Yıldız 3I/ATLAS, Çoğu Kuyruklu Yıldızdakine Benzemeyen Tozlu Buz Tanecikleri İçeriyor, Ancak Neptün’ün Ötesindeki Dondurulmuş Dünyalara Benziyor

Bir Test Kamerası, 3.700 Işık Yılı Uzaklıktaki Kargabağı Bulutu’nun Olağanüstü Keskin Bir Görüntüsünü Yakaladı

Orta Çağ Mumyası Tozu, Tarihî Tıpta Kullanılmış Olarak Beklenmedik Bir Anti-İnfluenza Etkisi Ortaya Çıkarıyor

İnsanların, En Yakın Bilinen Exogezenek Ev Sahibi Proxima Centauri’ye Ulaşması 17.000 Yıllıktan Fazla Süre Alabilir

Temaruzunuzu Canlı Tutun

Listemize Katılın

Gizlilik Politikamızı Görüntüle