热情的太空站欢迎您使用酷炫的新硬件

宇航员克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)最近热烈欢迎国际空间站的降温：冷原子实验室的新硬件，这是一个实验物理设施，它将原子冷却到几乎绝对为零，即华氏459度(负273度)摄氏度)。那比宇宙中任何已知的地方都要冷。

自2018年7月起，冷原子实验室已在空间站的科学模块中启动并运行，并从位于加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室进行远程操作。地球上有五组科学家正在使用冷原子实验室进行各种实验，以帮助回答有关我们的世界如何以最小尺度运转的问题。

新的硬件包括一个称为原子干涉仪的仪器，它将使科学家能够对重力进行微妙的测量并探究重力的基本理论。这项技术在太空中的进一步发展可能会导致改进的惯性力传感器，这些惯性力传感器可用于设计工具，以增强航天器的导航能力，探测行星和其他天体的组成和拓扑，并研究地球的气候。

将原子冷却到如此低的温度会大大降低它们的速度，从而使科学家能够更轻松地研究它们。(室温原子的移动速度比声音的速度快，而超冷的原子的移动速度比庭园的蜗牛慢。)超冷原子的物理技术带来了许多突破，例如发现超流体和超导电性以及产生第五态的物质，称为玻色-爱因斯坦冷凝物(BEC)。BEC最早是在1920年代预测的，它使科学家能够在宏观尺度上观察原子的量子行为。

物理学家在与地球相连的实验室中使用超冷原子设施已有20多年了。但是CAL是地球轨道上第一个这样的设施，在那里微重力环境为科学家提供了更长的单个原子束观察时间，并且可能允许比地面温度更低的温度。

超冷原子还为量子力学提供了一个窗口，其中粒子可以以奇怪的方式表现，例如自发通过物理屏障或长距离瞬时通信。量子力学的研究导致了激光，半导体和晶体管等无处不在的技术的发展。通过飞跃进入地球轨道，冷原子实验室可能会打开太空量子技术发展的大门。