La ISS con la navetta spaziale Atlantis attracca a destra e l'Unione russa nell'angolo a sinistra (2011)
Nel 2018, verrà lanciato un nuovo frigorifero nucleare per la stazione spaziale. Stiamo parlando del Cold Atom Laboratory (CAL), che è in grado di raffreddare la sostanza fino a un decimo di miliardesimo di parte sopra lo zero assoluto, laddove tutta l'attività termica degli atomi si interrompe teoricamente.
A questa temperatura, gli atomi perdono la loro energia e iniziano a muoversi al rallentatore. A temperatura ambiente, gli atomi rimbalzano l'uno contro l'altro in tutte le direzioni ad una velocità di diverse centinaia di m / s. In CAL, rallentano un milione di volte e si condensano in stati unici di materia quantistica.
CAL è una struttura multiutente che supporta molti ricercatori che esaminano una vasta gamma di argomenti. Uno dei primi esperimenti sarà guidato da Eric Cornell, un fisico dell'Università del Colorado. La sua squadra intraprenderà lo studio delle collisioni di particelle e della loro interazione tra loro. I gas ultrafreddi possono contenere molecole con tre atomi, ma mille volte più grandi di una molecola tipica. Ciò porta ad una bassa densità ("molecola" soffice), che si disgrega rapidamente se non rimane in uno stato estremamente fresco.
Nel 2001, Cornell ha ricevuto il premio Nobel per la fisica per la creazione dei condensati di Bose-Einstein, un altro stato di materia quantistica che può essere studiato all'interno della CAL. Tali condensati sono goccioline di materia quantica che sembrano e si comportano come onde che esistono a temperature ultra-fredde. In caduta libera, i condensati sono in grado di mantenere le loro forme ondulate per 5-10 secondi (molto più a lungo che sulla Terra), che apre una finestra sulla sfera quantistica.
CAL può essere utilizzato per testare la teoria generale della relatività e della meccanica quantistica. Una delle domande principali della fisica moderna è: "Come fanno a lavorare insieme?". Inoltre, è già previsto l'utilizzo della CAL per testare il principio di equivalenza, che afferma che la gravità e l'accelerazione esterna non possono essere distinte sperimentalmente. Ripeteranno l'esperimento di Galileo, che lasciò cadere le palle di cannone dalla Torre di Pisa. Solo ora usi gli atomi.
Le molecole ultra fredde in due atomi possono anche essere utilizzate per creare strumenti per la prossima generazione di test gravitazionali accurati con gas quantici.
