"ناسا" تطلق صندوقًا لتجميد الذرات في محطة الفضاء

تستعد وكالة "ناسا" لأبحاث الفضاء، لإطلاق صندوق صغير إلى محطة الفضاء الدولية، والذي سيعمل على إعادة إنشاء أبرد بقعة في الكون. وتم تجهيز الصندوق بأشعة الليزر، وفراغ، غرفة، وسكين كهرومغناطيسي، لفصل طاقة جزيئات الغاز، لتجميد الذرات إلى نقطة تصل ببرودتها أكثر 100 مليون مرة من أعماق الفضاء. ويتم، تبريد هذه الذرات داخل الصندوق، المعروف باسم مختبر تبريد الذرة، فإنها ستشكل حالة "الفائق"، تلك الحالة التي تسمى كثافة بوز-آينشتاين.

وأنشأ معمل الدفع النفاث في وكالة "ناسا" المعمل المعروف باسم معمل تبريد الذرة، وأنها الآن في المراحل النهائية من التجمع، والمخطط له الإطلاق في آب/أغسطس مع مركبة فضاء تسمى "سبيس اكس CRS-12"، إلى محطة الفضاء الدولية. ويمكن تجميد ذرات الغاز لتصل إلى جزء من المليار فوق الصفر. وستمكن دراسة هذه الذرات الباردة، من إعادة تشكيل فهمنا للمادة والطبيعة وتعتبر أساسية للجاذبية، وأعلن عن ذلك قائد المشروع العالم روبرت تومسون من مختبر الدفع النفاث. وأضاف أن التجارب ستعطينا نظرة ثاقبة للجاذبية والطاقة المظلمة، وبعض القوى الأكثر انتشارًا في الكون.

وخلال درجات الحرارة القصوى، فإن الذرات تشكل مادة تعرف باسم  بوز-آينشتاين. في هذه الحالة، تتشكل مادة أو حالة جديدة مماثلة لخصائص الأجسام الصلبة. مما يسمح للذرات التحرك دون احتكاك كما لو كانت مادة واحدة صلبة. ثم، يمكن ملاحظة موجات من الجزيئات، تتحرك في صفوف مع بعضها البعض مثل "طول موجي غامض، ولكن، لم تشهد حالة في درجات حرارة منخفضة للحد الذي سيقوم به، ويحققه المختبر وفقا لما صرحت به ناسا".

وكما أن وكالة الفضاء لم تخترع من قبل مثل تلك الحالة في الفضاء، وحينما كانت تقوم بإنشائها على الأرض، كان يتم ملاحظة سحب الجاذبية فقط لأجزاء من الثانية. في حالة انعدام الجاذبية على متن المحطة الفضائية الدولية، على الرغم من أن هذه الذرات تكون قادرة على الاحتفاظ بأشكال موجتها لفترة أطول بكثير مما حددها العلماء.

ويتوقع الباحثون أن تلك الحالة ستسمح للمكثفات بأن تكون ملحوظة لمدة تصل من خمس إلى 10 ثواني ويوم ما، ستزيد المدة لمئات الثواني. وقالت أنيتا سينغوبتا من مختبر الدفع النفاث، "إذا وصلنا للمادة الفائقة على شكل سائل وسكبته حول الكوب، فإنه سيدور إلى الأبد". ولن يتصف باللزوجة التي تعمل على إبطاء انتشاره وتبديد الطاقة الحركية فيه. وأضافت أن اختراع تلك المادة سيمهد الطريق أمام فهمنا للخصائص الفيزيائية للمادة الفائقة، بشكل أفضل مما يمكننا من تعلم كيفية استخدام تلك المادة لنقل أكثر الطاقة بصورة اكثر كفاءة.

وقامت خمسة فرق بإجراء تجارب في المختبر، ومن بينهم اريك كورنيل من جامعة كولورادو في بولدر والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، وواحدة من الحائزين على جائزة نوبل الذي خلق أولا كثافات بوز-آينشتاين في المعمل عام 1995. والتجربة يمكن أن تمهد الطريق لتحسين أجهزة الاستشعار، أجهزة كمبيوتر الكم، والساعات الذرية للملاحة الفضائية.

وإنه قد تلقى ضوءًا جديدًا على الطاقة المظلمة. وهذا يعني أنه حتى مع كل من التقنيات الحالية، فإننا لا نزال لم ندرك 95 في المائة من الكون. وأضاف العلماء أن الذرات الباردة فائقة الحساسية لديها القدرة على فتح أسرار كثيرة تتجاوز حدود الفيزياء المعروفة". ويعمل المختبر الأن على تلك الاختبارات لتكون جاهزة للتسليم في كيب كانافيرال. وفقا لديف افلين، الذي يقوم باختبارات في مختبر الدفع النفاث، "إن الاختبارات التي نقوم به خلال الأشهر المقبلة، على أرض الواقع ضرورية لضمان أننا يمكننا القيام بها في الفضاء.