Ένα νέο επιστημονικό επίτευγμα, που διευρύνει τον ορίζοντα για τη μελέτη της ύλης, άνοιξε η NASA καθώς κατάφερε να δημιουργήσει σε περιβάλλον μικροβαρύτητας στο διάστημα, «πέμπτη κατάσταση ύλης».
Συγκεκριμένα, σε ένα πείραμα που διεξήγαγαν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ΔΣΣ) επιστήμονες της NASA κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα υπέρψυχρο αέριο συμπύκνωμα Bose – Einstein, τη λεγόμενη «πέμπτη κατάσταση της ύλης». Είναι η πρώτη φορά που συμβαίνει μια τέτοια επιστημονική επίτευξη, σε περιβάλλον μικροβαρύτητας στο διάστημα και θα δώσει τη δυνατότητα στους επιστήμονες, να μελετήσουν την ύλη σε συνθήκες ευνοϊκότερες από εκείνες που επικρατούν στη Γη.
Advertisment
Το συμπύκνωμα Bose-Einstein είναι η κατάσταση της ύλης, που δημιουργείται όταν μποζόνια περιοριστούν από ένα εξωτερικό δυναμικό και ψυχθούν σε θερμοκρασίες πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν. Σε τέτοιες συνθήκες υψηλής ψύξης, ένα σημαντικό ποσοστό των ατόμων (μποζονίων) βρίσκονται στη θεμελιώδη κατάσταση του εξωτερικού δυναμικού, με αποτέλεσμα να εμφανίζονται κβαντικά φαινόμενα στο μακροσκοπικό αυτό επίπεδο.
Πώς κατάφεραν οι επιστήμονες να δημιουργήσουν το υπέρψυχρο αέριο συμπύκνωμα Bose – Einstein;
Το 2018, η NASA είχε εκτοξεύσει στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, μία συσκευή που είχε το μέγεθος βαλίτσας. Αυτό το μικρό εργαστήριο – συσκευή μπορεί να ψύχει άτομα ρουβιδίου σε ένα θάλαμο κενού, χρησιμοποιώντας φως λέιζερ προκειμένου να επιβραδύνει την κίνησή τους. Μαγνητικά πεδία συγκρατούν και «παγιδεύουν» το πυκνό νέφος των ατόμων, η θερμοκρασία των οποίων βρίσκεται περίπου στο απόλυτο μηδέν (δηλαδή στους μείον 273 βαθμούς Κελσίου). Η διαδικασία αυτή, στην τελική της φάση, οδηγεί στη δημιουργία ενός συμπυκνώματος Bose – Einstein.
Advertisment
Τα συμπυκνώματα Bose – Einstein παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά στην πράξη από τους Άλμπερτ Αϊνστάιν και Σατιέντρα Ναθ Μπόουζ από όπου πήραν και το όνομά τους, στις αρχές της δεκαετίας του 1920 και είχαν προταθεί σαν «πέμπτη κατάσταση της ύλης» μετά τα στερεά, υγρά, αέρια και το πλάσμα.
Αυτό το υπέρψυχρο αέριο συμπύκνωμα, παύει να συμπεριφέρεται όπως τα μεμονωμένα άτομα και σωματίδια και λειτουργεί σαν μια ενιαία ύπαρξη με κβαντικές ιδιότητες στην οποία, κάθε σωματίδιο λειτουργεί επίσης και σαν κύμα, το δε συμπύκνωμα – στο σύνολό του – μπορεί να θεωρηθεί σαν ένα ενιαίο κύμα ύλης.
Το λεγόμενο πείραμα CAL βρίσκεται σε εξέλιξη, ωστόσο, τα πρώτα αποτελέσματά του δημοσιεύτηκαν ήδη στο περιοδικό «Nature» από τον επικεφαλής του Ρόμπερτ Τόμσον από το Εργαστήριο Αεριώθησης (JPL) του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια σε συνεργασία με τη NASA.
Πρόκειται για ένα επιστημονικό και τεχνολογικό επίτευγμα, για το οποίο πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι θα παράσχει ζωτικές ενδείξεις για διάφορα ανεξερεύνητα μυστήρια της Φυσικής, όπως είναι για παράδειγμα, η σκοτεινή ύλη, ενώ οι ερευνητές ελπίζουν ότι μεταξύ των άλλων, το εν λόγω πείραμα θα χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση της σύγκρουσης ατόμων σε κβαντικό επίπεδο, για την ανίχνευση πιθανών «ρυτιδώσεων» του χωροχρόνου που προκαλούν τα βαρυτικά κύματα και κατά πόσο αυτές επιδρούν στην κίνηση των ατόμων αλλά και κατά πόσο η μικροβαρύτητα παραβιάζει την αρχή ισοδυναμίας του Αϊνστάιν, σύμφωνα με την οποία, όλες οι μάζες σε ένα βαρυτικό πεδίο επιταχύνονται με τον ίδιο τρόπο.
