الحكمة – متابعة: تخطط ناسا إلى إنشاء ما يسمى بـ “أبرد مكان على وجه الأرض”، مختبر Cold Atom، وإطلاقه للمدار من أجل خلق ظروف لم يسبق مشاهدتها، مع درجات حرارة أكثر برودة بـ مليون مرة من أعماق الفضاء.
وستنطلق مهمة “Cold Atom” على متن صاروخ “سبيس إكس”، إلى محطة الفضاء الدولية، حيث يأمل الباحثون بأن يكشف المختبر عن فيزياء جديدة وغريبة عند تبريد الذرات إلى الحدود القصوى.
وقال العالم روبرت تومسون، من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا: “يمكن لهذه الذرات الشديدة البرودة إعادة بلورة فهمنا للمادة والطبيعة الأساسية للجاذبية. وستعطينا التجارب نظرة ثاقبة حول الجاذبية والطاقة المظلمة”.
ويأتي مختبر الذرة الباردة عبارة عن صندوق جليدي صغير مجهز بالليزر، وغرفة من الفراغ، وأداة كهرومغناطيسية لإبطاء حركة الجسيمات، لتصبح عديمة الحركة تقريبا.
ومن المقرر إطلاق المهمة في أغسطس/آب القادم، ليكون المختبر عبارة عن أول تجربة علمية من نوعها.
وتهدف الخطة إلى ملء مختبر الذرة الباردة بجزيئات الغاز على متن محطة الفضاء الدولية، حيث ستتيح بيئة الجاذبية الصغرى الفريدة للباحثين إمكانية مراقبة الظواهر الكمومية التي لا يمكن كشفها على سطح الأرض.
وتتجلى الأهمية الخاصة لهذه المهمة، في الشكل الغريب للحالة التي تسمى “تكاثف بوز آينشتاين”، وهي الحالة التي تتحول فيها الذرات إلى الطول الموجي الغامض، الذي لم يسبق وأن لوحظ في درجات حرارة مختبر الذرة الباردة.
وتستطيع الذرات التحرك دون احتكاك كما لو كانت مادة صلبة واحدة، بسبب انعدام اللزوجة في هذه الحالة، وفقا لناسا.
وقالت أنيتا سينغوبتا، مديرة مشروع مختبر الذرة الباردة: “لا يوجد أية لزوجة من أجل إبطاء انتشار وتبديد الطاقة الحركية، وفي حال استطعنا فهم ظاهرة الميوعة الفائقة (حالة من حالات المادة تأخذ فيها بعض السوائل خواصا غريبة، حيث يختفي الاحتكاك الداخلي للسائل) بشكل أفضل، ربما يمكننا تعلم كيفية استخدام هذه الحالة في نقل الطاقة بكفاءة أكبر”.
ويعد تكاثف بوز آينشتاين هاما جدا بالنسبة لعلماء الفيزياء، لأن القواعد تتحول في هذه الحالة من الفيزياء الكلاسيكية، مثل نظرية آينشتاين للنسبية العامة، إلى فيزياء الكم، وتظهر المواد أقرب إلى حالة الأمواج منها إلى الجزيئات.
ويعتبر الفهم الواضح لهذا التحول، مفتاحا لأحد أهم الأسئلة المطروحة في الفيزياء الحديثة، لذا يقوم علماء الفيزياء بمراقبة تكاثف بوز آينشتاين لعدة أيام، والذي يمكن ملاحظته لبضعة أجزاء من الثانية فقط.
وتتوقع وكالة ناسا أنها ستكون قادرة على الحفاظ على تكاثف بوز آينشتاين، ضمن مختبر الذرة الباردة مدة تتراوح بين 5 إلى 10 ثوان في الفضاء الخارجي، في ظل وجود بيئة الجاذبية الصغرى.
ويساعد هذا الأمر في معرفة الرابط بين الفيزياء الكلاسيكية والكمية، وكذلك تحقيق فهم أفضل لتكاثف بوز آينشتاين، مما قد يؤدي إلى استشعار أكثر دقة، وإنشاء التلسكوبات والساعات الذرية المستخدمة في الملاحة الفضائية، وحتى يمكن تسريع السباق نحو تصميم أول حاسوب كمّي في العالم.
