L'ISS avec la navette spatiale Atlantis à quai à droite et l'Union russe dans le coin le plus à gauche (2011)
En 2018, un nouveau réfrigérateur nucléaire sera lancé pour la station spatiale. Nous parlons du Laboratoire d'atomes froids (CAL), capable de refroidir la substance d'un dixième de milliardième au-dessus du zéro absolu, où toute l'activité thermique des atomes s'arrête théoriquement.
À cette température, les atomes perdent leur énergie et commencent à se déplacer au ralenti. À la température ambiante, les atomes se balancent dans toutes les directions à une vitesse de plusieurs centaines de m / s. Dans CAL, ils ralentissent un million de fois et se condensent en états uniques de matière quantique.
CAL est une installation multi-utilisateurs qui prend en charge de nombreux chercheurs sur un large éventail de sujets. L'une des premières expériences sera dirigée par Eric Cornell, physicien de l'Université du Colorado. Son équipe entreprendra l’étude des collisions de particules et de leurs interactions. Les gaz ultra-froids peuvent contenir des molécules à trois atomes, mais mille fois plus grandes qu'une molécule typique. Cela conduit à une faible densité ("molécule" duveteuse "), qui se défait rapidement si elle ne reste pas dans un état extrêmement froid.
En 2001, Cornell a reçu le prix Nobel de physique pour la création des condensats de Bose-Einstein, un autre état de la matière quantique pouvant être étudié au sein de la CAL. Ces condensats sont des gouttelettes de matière quantique qui ressemblent et se comportent comme des vagues qui existent à des températures extrêmement froides. En chute libre, les condensats peuvent conserver leurs formes ondulées pendant 5 à 10 secondes (beaucoup plus longtemps que sur Terre), ce qui ouvre une fenêtre sur la sphère quantique.
CAL peut être utilisé pour tester la théorie générale de la relativité et la mécanique quantique. L'une des principales questions de la physique moderne est: «Comment parviennent-ils à travailler ensemble?». En outre, il est déjà prévu d'utiliser CAL pour tester le principe d'équivalence, qui stipule que la gravité et l'accélération externe ne peuvent pas être distinguées de manière expérimentale. Ils vont répéter l'expérience de Galilée, qui a laissé tomber les boulets de la tour de Pise. Seulement maintenant, utilisez des atomes.
Des molécules ultra-froides dans deux atomes peuvent également être utilisées pour créer des instruments pour la prochaine génération d'essais gravitationnels précis avec des gaz quantiques.
