🚀 Будущие космические миссии могут использовать квантовые технологии, чтобы глубже понять законы физики, управляющие Вселенной, исследовать состав планет и их спутников, изучать загадочные космологические явления, а также отслеживать толщину ледников и запасы подземных вод на Земле.
🔬 Холодная атомная лаборатория (Cold Atom Lab, CAL) — уникальная установка на МКС — провела серию экспериментов, основанных на квантовых свойствах сверхохлаждённых атомов. Ключевой инструмент этих исследований — атомный интерферометр, который измеряет гравитацию, магнитные поля и другие силы с высочайшей точностью.
🌌 Хотя атомные интерферометры уже применяются на Земле для изучения гравитации, их использование в космосе открывает новые горизонты. В условиях микрогравитации время свободного падения атомов увеличивается, что позволяет достичь беспрецедентной точности измерений.
📚 Учёные опубликовали два важных исследования:
1. В Nature (ноябрь 2023) описано одновременное использование интерферометров на атомах рубидия и калия в космосе. Это шаг к проверке принципа эквивалентности Эйнштейна.
2. В Nature Communications (август 2024) сообщается об измерении вибраций МКС с помощью атомного интерферометра и подтверждении волновых свойств материи при рекордном времени свободного падения (более 0,1 секунды).
💡 «Достичь этих результатов было невероятно сложно, — отметил Джейсон Уильямс из NASA. — Потребовались dedication и дух исследователей».
🌍 Космические гравитационные сенсоры могут:
- Раскрыть состав планет и лун через анализ плотности их вещества.
- Улучшить мониторинг изменений ледников и подземных вод (как в миссии GRACE-FO).
- Изучить тёмную материю (27% Вселенной) и тёмную энергию (68%), ответственную за ускоренное расширение космоса.
🔭 «Квантовые технологии перевернут наше понимание Вселенной», — считает профессор Касс Сакетт. Например, конденсат Бозе-Эйнштейна (состояние материи при температурах близких к абсолютному нулю) в условиях невесомости позволяет наблюдать квантовые эффекты макроскопически.
🛰️ Лаборатория CAL размером с мини-холодильник работает на МКС с 2018 года. Охлаждая атомы до −273°C, она создаёт идеальные условия для изучения квантовых явлений, которые могут стать основой революционных технологий будущего.
🌟 «Космическая квантовая интерферометрия приведёт к открытиям, изменит технологии и перенесёт нас в квантовую эру», — прогнозирует Ник Бигелоу, участник исследований.
Материал предоставлен NASA.
📖 Больше о квантовой физике: [Physics Forums](https://www.physicsforums.com/)