NASA製造比深空低百億倍低溫 驗證愛因斯坦71年前理論

原標題：NASA製造比深空低百億倍低溫 驗證愛因斯坦71年前理論

據《每日郵報》北京時間8月7日報道，美國航空航天局（以下簡稱「NASA」）已經製造出已知宇宙中的最低溫度——比太空深處溫度低100億倍。國際空間站上的一個團隊，利用一個採用激光和真空室技術的小箱子，冷凍原子，以更好地理解引力在最小尺度上與物質間的相互作用。

玻色-愛因斯坦凝聚體的形成

他們首次在太空中製造出被稱為玻色-愛因斯坦凝聚體的超冷原子云。

這項研究的目的，是證明宇宙基本力的統一理論。雖然愛因斯坦71年前提出了假設，但他沒有能證明這一理論。

它可以為改良的感測器、量子計算機和用於太空導航的原子鐘奠定基礎。

研究人員在國際空間站上使用了一種專門的實驗設備，稱為冷原子實驗室，它能在微重力環境下控制超冷量子氣體。

被稱為玻色-愛因斯坦凝聚體的這些雲，最先由愛因斯坦和薩特延德拉·納特·玻色（Satyendra Nath Bose）在理論上提了出來。

冷原子實驗室的溫度最高為100毫微開爾文，也即1開爾文的一千萬分之一。

絕對零度等於-273.15°C（459°F），在理論上，這一溫度下所有粒子的運動都會停止。

冷原子是能精確控制的長壽量子粒子，科學家們希望它能解開物理學中最有誘惑力的難題之一——愛因斯坦首先提出的四種基本力大統一理論。

物理學家希望通過觀察原子在幾乎絕對零度下的運動，能夠理解引力、弱力、強力和電磁力是如何相互作用的。

引力與其他三種力不同，以在大尺度上發揮作用為人們所知，在大尺度上的應用得到了透徹的研究。

目前我們尚不清楚的是，引力——四種力中最弱的——如何與量子粒子相互作用，以及如何與其他基本力相互作用。

冷原子實驗室於5月發射到國際空間站上，希望能藉助量子物理揭示引力的作用。

玻色-愛因斯坦凝聚體在世界秩序中具有自己獨特的位置，被稱為物質的第五態，區別於氣態、液態、固態和等離子態。

美國航空航天局發射到國際空間站的冷原子實驗室

冷原子實驗室旨在提高科學家對引力進行精確測量的能力，並研究它如何在最小尺度上與這些獨特的物質相互作用。

原子的波動性質通常只能在微觀尺度上觀察到，但玻色-愛因斯坦凝聚體放大了這種現象，因而更容易研究。

在冷原子實驗室中，溫度非常低，由銣原子發射的粒子都處於其最低能量態，因此呈現相同的波同一性。

這使得玻色-愛因斯坦凝聚體的運動像單個的「超級原子」而非單個原子，進一步增加了這一現象的可觀察性。

自從1995年初在實驗室環境中被首次製造出來以來，對它們的研究一起在地面進行。

參與那項研究的三位科學家因此獲得2001年諾貝爾獎。

在這些年，科學家進行了數百次相關實驗，有些實驗甚至是由火箭發射到太空進行的。

在地面，原子陷阱——由磁場或聚焦的激光器創造的沒有摩擦的窗口——必須關閉，才能對氣體雲進行研究。

但是，地球的引力，將在遠短於1秒的時間內破壞它們。

國際空間站的微重力環境和冷原子實驗室，使得科學家們能一次觀察單個玻色-愛因斯坦凝聚體5到10秒時間，並進行更多測量活動。

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