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在量子领域,物质会表现出支持众多现代技术的奇特行为
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ColdAtomLab是第一个在地球轨道运行的物理实验室。它的尺寸大约为一个小型冰柜,并已承接了通过将原子冷却到接近绝对零度(物质所能达到的最冷温度)来探索原子基本性质的多项实验。超冷原子提供了进入量子领域的窗口(在量子领域,物质会表现出支持众多现代技术的奇特行为)。
量子力学
量子科学揭示了物理世界的众多非直观特征,例如原子的行为既像固体又像波。其中一些发现导致了我们许多人每天使用的技术的发展,如晶体管和微芯片。
ColdAtomLab是地球轨道上的第一个量子科学设施。冷却原子会使它们移动得更慢,更容易研究。超冷原子同时可以形成第五种物质状态:玻色-爱因斯坦凝聚态。
在微重力环境中,科学家可以使原子变冷,并对其进行比地球更长时间的研究。这开辟了在地球无法获得的研究途径。通过升级实验室,团队成员可以随着研究的进展添加新的工具和能力,以便他们可以寻找新问题的答案,并进行越来越复杂的实验。
自2018年以来,ColdAtomLab一直在国际空间站运行。
ColdAtomLab项目科学家杰森·威廉姆斯(JasonWilliams)表示:“这种修复活动使钾气体可以在实验室中进行研究,这将允许科学家能够利用多种气体并在量子化学和基础物理方面进行数十项新实验。我们的目标是帮助ClodAtomLab成为一个不断发展的科学设施,这样我们就可以在我们的研究基础上快速推进,而且我们无需每一步都建造和发射新设施即可与宇航员合作,并增加新的硬件能力。”
在ColdAtomLab这样的设施进行硬件升级通常只能由熟悉硬件的人来完成,因为在升级过程中的任何失误可能会影响设备的运行能力。梅根必须围绕着紧凑的精密内部组件展开工作,例如迷宫般的缆线,以及一组精细调谐的激光器。
实验室的未来升级同时涉及空间站宇航员和地面团队成员之间的实时交互。这正是混合现实的尝试令团队感到如此鼓舞的原因。
运载火箭和空间站集成负责人吉姆·凯洛格(JimKellogg)评论道:“像这样的任务需要大量的实时指导和地面专家协助,而这正是微软HoloLens非常有用的地方。”