Científicos del Cold Atom Lab (CAL) de la NASA a bordo del Estación Espacial Internacional (ISS) anunció que han logrado, por primera vez, mediciones de alta precisión utilizando un sensor cuántico basado en datos ultrafríos. átomos del elemento Rubidio. Este es un logro importante con una amplia gama de aplicaciones, ya que estos sensores podrían superar a los sensores tradicionales en términos de sensibilidad y precisión, permitiendo avances en áreas como GPS tecnología y telecomunicaciones.
Además, las versiones funcionales de estos sensores brindarían nuevas oportunidades para el descubrimiento científico a través del estudio de fenómenos cuánticos, poniendo a prueba los límites de la física fundamental y tal vez incluso rechazando teorías como la relatividad general y el Modelo estándar de la física de partículas. Si este fuera el caso, sin duda conduciría a una revolución en… espacio exploración también.
«Alcanzar este hito ha sido un desafío increíble y nuestro éxito no siempre ha estado asegurado», dijo Jason Williams, científico del proyecto Cold Atom Lab de la NASA. Laboratorio de propulsión a chorro en el sur de California, dijo en un declaración“Se necesitó dedicación y sentido de aventura por parte del equipo para lograrlo. »
Los investigadores de CAL pudieron medir las vibraciones sutiles de la propia ISS, utilizando un instrumento llamado interferómetro atómico, una de las tecnologías más avanzadas para realizar mediciones de alta precisión. Esta técnica se basa en los mismos principios que la interferometría óptica, donde la luz se divide en dos haces que siguen caminos ópticos diferentes antes de combinarse para producir interferencia. Cualquier diferencia entre las trayectorias del haz permite una detección extremadamente precisa de cambios en el entorno.
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Sin embargo, en lugar de luz, la interferometría atómica utiliza átomos enfriados casi hasta el cero absoluto (-459 grados Fahrenheit o -273 grados Celsius) y se basa en su capacidad de existir en múltiples posiciones y movimientos al mismo tiempo debido a los efectos cuánticos que se producen. evidente a esta temperatura ultrafría.
A medida que los átomos se mueven en un interferómetro, crean patrones llamados franjas, que contienen información sobre fuerzas como la gravedad u otras influencias ambientales. Y, debido a que los átomos se mueven mucho más lento que la luz, estas fuerzas los afectan durante un período de tiempo más largo. tiempopermitiendo mediciones muy precisas y mucho más sensibles que sus homólogos ópticos.
Seguro TierraLos interferómetros atómicos han permitido a los científicos lograr hazañas increíbles, como construir gravímetros absolutos y estudiar cambios en las constantes fundamentales de la naturaleza con una precisión asombrosa. Pero los físicos están ansiosos por aplicar la interferometría atómica al espacio, donde la microgravedad ayuda a eliminar la interferencia y permite a los científicos tomar mediciones aún más largas que, a su vez, mejorarían la sensibilidad del instrumento. Sin embargo, en el pasado, mantener la coherencia entre los átomos era difícil y requería asistencia práctica para realizar experimentos.
Sin embargo, los científicos de CAL pudieron realizar sus mediciones de forma remota desde la Tierra.
El equipo espera que a medida que se desarrolle el instrumento, será posible realizar mediciones aún más precisas de gravedad Esto nos permitiría estudiar y comprender nuestro cosmos con más detalle que nunca. “Por ejemplo, podrían revelar la composición de los planetas y lunas de nuestro sistema solarporque diferentes materiales tienen diferentes densidades que crean variaciones sutiles en la gravedad», NASA escribió el equipo en un comunicado de prensa.
Esta mayor sensibilidad también podría permitir a los científicos detectar finalmente materia oscurauna sustancia esquiva que sigue siendo un misterio cósmico debido a sus débiles interacciones con partículas y campos gravitacionales.
“La interferometría atómica también podría usarse para probar Einstein«Vamos a profundizar en la teoría de la relatividad general del Universo de nuevas maneras», dijo el profesor Cass Sackett de la Universidad de Virginia, investigador principal del Cold Atom Lab y coautor del nuevo estudio. “Es la teoría fundamental que explica la estructura a gran escala de nuestro universo, y sabemos que hay aspectos de esta teoría que no entendemos. Esta tecnología podría ayudarnos a llenar estos vacíos y darnos una imagen más completa de la realidad en la que vivimos. »
Sin duda será emocionante ver adónde nos llevan los experimentos futuros. «Espero que la interferometría atómica espacial conduzca a nuevos descubrimientos emocionantes y tecnologías cuánticas fantásticas que impactarán la vida cotidiana y nos transportarán a un futuro cuántico», dijo Nick Bigelow, profesor de la Universidad de Rochester en Nueva York e investigador principal del Centro Frío. Atom Lab para un consorcio de científicos estadounidenses y alemanes que fueron coautores del estudio, en el comunicado de prensa.
