Espaço da NASA

Um membro da equipe da missão Cold Atom Lab trabalha no Módulo Quantum Observer. O laboratório é uma instalação de ciência quântica que opera na Estação Espacial Internacional desde 2018. Este módulo é uma atualização das capacidades científicas do laboratório.

O Cold Atom Lab, uma instalação de ciência quântica que opera na Estação Espacial Internacional, tem aproximadamente o tamanho de uma pequena geladeira. Operado remotamente a partir do JPL no sul da Califórnia, já hospedou dezenas de experimentos sobre a natureza quântica de átomos e partículas.

O Cold Atom Lab da agência está recebendo sua segunda grande atualização e o utilizará para explorar o reino quântico.

Na terça-feira, 1º de agosto, uma grande atualização de hardware para o Cold Atom Lab da NASA decolou a bordo de uma espaçonave de reabastecimento Northrop Grumman Cygnus a caminho da Estação Espacial Internacional. Mais ou menos do tamanho de uma pequena geladeira, o laboratório é às vezes chamado de o lugar mais frio do universo conhecido devido à sua capacidade de resfriar átomos até quase o zero absoluto. Permite que dezenas de cientistas na Terra façam experiências em ciência quântica, o estudo dos comportamentos fundamentais dos átomos e partículas que constituem o mundo que nos rodeia.

O campo da ciência quântica levou ao desenvolvimento de tecnologias cotidianas como lasers, transistores (um componente-chave em smartphones e computadores), satélites GPS e dispositivos médicos. Os avanços futuros neste campo prometem melhorar a navegação e as comunicações espaciais.

Uma espaçonave de reabastecimento Northrop Grumman Cygnus – transportando mais de 8.200 libras de investigações científicas e carga para a Estação Espacial Internacional, incluindo uma atualização de hardware para o Cold Atom Lab – decola da Wallops Flight Facility da NASA na Virgínia, em 1º de agosto.

Instalado em 2018, o Cold Atom Lab é a primeira instalação deste tipo, e a equipa da missão passou por uma curva de aprendizagem acentuada à medida que descobriam como, no ambiente sem gravidade da estação, realizar remotamente experiências concebidas na Terra. O novo hardware – que a equipe chama de Módulo Observador Quantum – incorpora algumas das lições aprendidas ao longo dos cinco anos de operações do Cold Atom Lab.

“Os experimentos que estamos realizando no Cold Atom Lab algum dia nos permitirão medir a gravidade com uma precisão sem precedentes, e essa é uma ferramenta extremamente valiosa para se ter no espaço”, disse Jason Williams, cientista do projeto Cold Atom Lab no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. que administra as instalações da NASA.

Uma forma de avaliar a distribuição de densidade de um planeta ou lua é medir as mudanças na gravidade na superfície, para que os cientistas possam investigar a composição de diferentes mundos a partir da órbita ou rastrear o movimento da água na Terra. Medir a gravidade também permite aos cientistas medir a aceleração de uma nave espacial, que poderia ser usada na navegação espacial de precisão.

Além disso, sensores quânticos poderiam ser usados ​​em missões espaciais que estudam mistérios cosmológicos como matéria escura e energia escura. A matéria escura é um material invisível que une a matéria em todo o universo, enquanto a energia escura é um fenômeno ainda mais misterioso que acelera a expansão do universo.

Embora o Cold Atom Lab não exija que os astronautas ajudem em suas operações diárias, um membro da tripulação instalará o Módulo Observador Quantum neste outono. Os astronautas apoiaram atualizações e reparos anteriores no laboratório.

Átomos e partículas são os blocos de construção de toda a matéria conhecida no universo, mas nem sempre se comportam como os objetos maiores que compõem. A sua natureza quântica significa que podem oscilar entre comportar-se como objetos sólidos e comportar-se como ondas, pelo que por vezes parecem estar em dois lugares ao mesmo tempo. Eles também podem passar instantaneamente através de barreiras físicas, um fenômeno chamado tunelamento quântico.

Cold Atom Lab facilita o estudo do comportamento quântico dos átomos. Uma maneira é resfriar os átomos a pequenas frações de grau acima da temperatura mais baixa que a matéria pode atingir, o zero absoluto. Isso faz com que os átomos se movam mais lentamente, o que os torna mais fáceis de estudar. Além disso, alguns átomos a esta temperatura podem formar colectivamente um Condensado de Bose-Einstein, um estado da matéria em que os seus comportamentos quânticos, que são tipicamente microscópicos, podem ser observados numa escala macroscópica.