Pirmo reizi vēsturē ārpus Zemes radīts piektais vielas agregātstāvoklis

Dalīties Dalīties E-pasts Drukāt Iesūtiet ziņu Komentāri

FOTO: Wikimedia Commons

2017. gada 23. janvārī uz dažām minūtēm aukstākais punkts mums zināmajā visumā bija sīka mikroshēma, kas atradās 241 kilometru virs Kirunas pilsētas Zviedrijā, raksta “Live Science”.

Šī mikroshēma bija ļoti maza – ne lielāka par pastmarku – un pielādēta pilna ar izotopa rubīdija-87 atomiem. Šo mikroshēmu zinātnieki palaida kosmosā ar nepilotējamu, 12 metrus garu raķeti, bet pēc tam bombardēja to ar lāzeru, līdz atomi mikroshēmā to atdzesēja līdz mīnus 273,15 grādiem pēc Celsija, kas ir pavisam nedaudz virs absolūtās nulles - zemākās temperatūras, ko var iegūt jebkurā makroskopiskā sistēmā.

Kad raķete atradās vājas gravitācijas ietekmē aptuveni sešas minūtes, zinātniekiem bija reta iespēja kārtīgi izpētīt dīvaināko un vismazāk apzināto vielas agregātstāvokli kosmosā – Boza-Einšteina kondensātu. Pirmo reizi vēsturē zinātniekiem tādu bija izdevies radīt kosmosā.

FOTO: Dennis Becker/Nature

Atšķirībā no pārējiem četriem vielas agregātstāvokļiem (cietas, šķidras, gāzveida un plazmas) Boza-Einšteina kondensāti var veidoties tikai, kad atomu gāzveida mākoņi atdziest dažas grāda miljardās daļas virs absolūtās nulles. Kad atomu kopums ir atdzisis līdz tik neiedomājamai temperatūrai, tie pārstāj kustēties kā indivīdi un savienojas vienā “superatomā”. Desmitiem tūkstošu atomu pēkšņi kļūst neatšķirami cits no cita un lēnām vibrē uz vienota viļņa, kas teorētiski var uztvert pašas sīkākās gravitācijas izmaiņas ap tiem.

Šī hiperjutība padara Boza-Einšteina kondensātus par potenciāliem rīkiem gravitācijas viļņu jeb laiktelpas izliekuma, kas rodas pēc divu melno caurumu vai neitronu zvaigžņu sadursmes, izmaiņu uztveršanā. Problēma slēpjas tajā, ka, radot Boza-Einšteina kondensātus laboratorijas apstākļos, zinātniekiem ir vien dažas sekundes laika, lai tos izpētītu, pirms matērija nonāk konteinera dibenā un sadalās.

Tāpēc nolēma kondensātus radīt kosmosā. Kad mikroshēma ar atomiem bija palaista kosmosā, zinātnieki zināja, ka viņiem ir dažas minūtes, lai izpētītu atomus, pirms tie sasala. Izmantojot kompaktu laboratoriju, kas bija izveidota raķetē, zinātnieki veica 110 ātru eksperimentu sēriju, lai labāk saprastu gravitācijas ietekmi uz atomiem.

Pētījumā, kas publicēts zinātniskajā žurnālā “Nature”, pētnieki raksta, ka kondensātu sadalīšana un atkārtota salikšana varētu būt atslēgas process gravitācijas viļņu uztveršanā.

Nākotnē plānots veikt vēl vairākus līdzīga rakstura eksperimentus gan uz Zemes, gan kosmosā.

Uz augšu