وأوضحت دراسة جديدة نشرت في مجلة Nature، أن العلماء استخدموا منشأة صغيرة تسمى مختبر Cold Atom، أو CAL، لإنشاء مكثفات Bose-Einstein النادرة (BECs)، والمعروفة أيضا باسم الحالة الخامسة للمادة.
ويتميز CAL بأنه قادر على تبريد الذرات في فراغ إلى درجة حرارة أقل من الدرجة في الفضاء بين النجوم. وهذا هو السبب في أن CAL - بحجم طاولة السرير - تتمتع بسمعة لكونها واحدة من أكثر المناطق برودة في الكون المعروف.
وتحدث BECs عندما تصل درجة حرارة مجموعة الذرات إلى الصفر تقريبا. ثم تعمل هذه السحب الغازية للذرات بشكل جماعي، وليس بشكل فردي. وتنبأ بها لأول مرة ألبرت أينشتاين والرياضي والفيزيائي الهندي ساتيندرا ناث بوس، قبل 95 عاما، ولم تتم ملاحظتهما في المختبر حتى عام 1995.
والسبب وراء ضرورة عمل BECs في الفضاء، هو أن الجاذبية على الأرض تسحبها بقوة، ما يجعلها تختفي في غضون أجزاء من الثانية. ومع ذلك، عندما يتم إنشاؤها في الجاذبية الصغرى للفضاء، تستمر BECs لفترة أطول - وتتباطأ الذرات وتتوافق أطوالها الموجية، ما يسمح لنا بدراستها لفترة أطول.
وقال المعد الرئيس للدراسة وعالم مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، ديفيد أفيلاين: "تم التعرف في وقت مبكر على أن الجاذبية الصغرى ستكون مفيدة، وأن الذهاب إلى الفضاء سيمنحنا الكثير من المزايا من حيث وقت القياس"، وفقا لـBusiness Insider.
وفي الماضي، أجرى العلماء بعض التجارب الأولية لتحقيق الجاذبية الصغرى هنا على الأرض - بما في ذلك استخدام برج شُيّد خصيصا في مركز جامعة "بريمن" لتكنولوجيا الفضاء التطبيقي والجاذبية الصغرى، حيث يسقط الباحثون أشياء من مرتفعات عالية لمحاكاة الحالة.
وقال مايك لاكمان، الذي شارك في التجربة، للمجلة الألمانية Welt der Physik، إنه باستخدام CAL، يمكن إنشاء BECs "بسرعة مذهلة". وهذا لأنه مع CAL "ليس عليك تبريد أجسام كبيرة، مجرد سحابة ذرية صغيرة"، ما يعني أن العملية بأكملها تستغرق حوالي ثانيتين.
ويمكن أن يمثل نجاح تجربة CAL الخطوة الأولى في أن تصبح BECs أساسا للأدوات فائقة الحساسية، التي يمكنها اكتشاف أضعف الإشارات من أكثر الجوانب غير المعروفة في عالمنا، مثل موجات الجاذبية والطاقة المظلمة.
وأخبر أفيلاين أيضا معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن تطبيقات BECs أكثر عملية، والتي "تتراوح من مقاييس التسارع وأجهزة قياس الزلازل إلى الغيروسكوبات".
ومهما كانت نتيجة الدراسة، فإن وجود CAL يعني أنه يمكن للعلماء الاستمرار في الحصول على أسلوب غير تقليدي في كيفية تجربة الذرات.
المصدر: RT