Afgelopen maandag is het Cold Atom Laboratory van NASA naar het ISS gestuurd, waar het temperaturen zal produceren die slechts een fractie boven het absolute nulpunt liggen.
Om het kwamtumgedrag van atomen te bestuderen, moet je de deeltjes flink afkoelen, zodat ze traag gaan bewegen. Dat afkoelen is hier op aarde wel te bewerkstelligen, maar dan moet je wel extreem goede ogen hebben, want deze afgekoelde, vertraagde atomen zijn maar een fractie van een seconde zichtbaar. Dat komt doordat de zwaartekracht de deeltjes naar de grond trekt. Niet te doen dus.
Hoe los je dit probleem op? Door de atomen te sturen naar een plek waar vrijwel geen zwaartekracht is, also known as de ruimte. Dat is dan ook precies wat de NASA heeft gedaan. De ruimtevaartorganisatie heeft het Cold Atom Laboratroy (CAL) afgelopen maandag meegestuurd met het Cygnus-ruimtevaartuig van Orbital ATK naar het internationale ruimtestation (ISS).
Bose-Einsteincondensaat
CAL is nu nog onderweg, maar wanneer het eenmaal is aangekomen bij het ISS zullen onderzoekers in staat zijn om er op afstand experimenten mee uit te voeren, zonder enige hulp van astronauten, zo’n 6,5 uur per dag. Bovendien kunnen de atomen dan zo’n 10 seconden worden bestudeerd. Dat lijkt misschien niet lang, maar dat is het zeker in vergelijking met de observatietijd die mogelijk is op aarde.
Wat de wetenschappers precies gaan onderzoeken? Zogenaamde Bose-Einsteincondensaten: deeltjes die zich door de extreem lage temperatuur in een laag-energetische aggregatietoestand bevinden, waarin ze zonder frictie bewegen.
Koelbox
De atomen worden afgekoeld tot een fractie boven het absolute nulpunt met behulp van lasers en magnetische krachten in een soort koelbox (het koude lab dus). Na het afkoelen, worden de atomen als het ware gevangen gehouden in zwakke magnetische vallen, zodat onderzoekers ze in verschillende kwantumtoestanden kunnen observeren.
Door de kwantumactiviteit van de atomen te bestuderen, zullen onderzoekers beter begrijpen hoe atomen zich gedragen bij deze extreme temperaturen.
Als alles goed gaat, komt Cygnus donderdag aan bij het ISS waar hij met een robotarm naar binnen zal worden gehaald. En dan kan het grote experimenteren gaan beginnen.
Bronnen: NASA, Space.com, Tweakers
Beeld: NASA/iGoal Animation
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!