A máquina do Cold Atom Laboratory em um dispositivo de teste
O Cold Atom Laboratory (CAL) é um instrumento experimental a bordo da ISS, que foi lançado em 2018. Ele cria um ambiente extremamente frio em microgravidade para estudar o comportamento dos átomos nessas condições.[1][2]
Linha do tempo
O CAL foi desenvolvido no JPL em Pasadena, Califórnia.[3] Estava originalmente programado para ser lançado para a Estação Espacial Internacional (ISS) em junho de 2017.[4] Foi então adiado para um lançamento programado em um foguete SpaceX CRS-12 em agosto de 2017.[5] Foi finalmente lançado em 21 de maio de 2018.[2] A missão inicial tinha uma duração de 12 meses, com até cinco anos de operação estendida.[4]
Em julho de 2021, outra atualização realizada pela astronauta Megan McArthur deu ao CAL a capacidade de trabalhar com átomos de potássio ultrafrios, além dos átomos de rubídio.[7]
Christina Koch ao lado do Cold Atom Laboratory (CAL) a bordo da ISS em janeiro de 2020
Propósito
O instrumento cria condições extremamente frias no ambiente de microgravidade da ISS, levando à formação de Condensados de Bose-Einstein (BECs) que são ordens de magnitude mais frios do que aqueles criados em laboratórios na Terra.[4] Em um laboratório baseado no espaço, tempos de interação de até 10 segundos e temperaturas tão baixas quanto 1 picokelvin são alcançáveis, o que poderia levar à exploração de fenômenos desconhecidos da mecânica quântica e testar algumas das leis mais fundamentais da física.[8][4] Estes experimentos são melhor realizados em um ambiente de queda livre, pois isso é mais propício para a formação sem restrições de BECs. Experimentos em terra sofrem do efeito do condensado interagindo assimetricamente com o aparato, interferindo na evolução temporal do condensado. Em órbita, os experimentos podem durar muito mais tempo porque a queda livre é sustentada indefinidamente.[4] Cientistas do NASA's JPL afirmam que a investigação do CAL poderia avançar no conhecimento no desenvolvimento de detectores quânticos extremamente sensíveis, que poderiam ser usados para monitorar a gravidade da Terra e de outros corpos planetários, ou para construir dispositivos de navegação avançados.[4]
Resultados
Os resultados dos experimentos de 2019 foram relatados em 2020, demonstrando a operação bem-sucedida do laboratório. Isso permite uma pesquisa aprimorada de BECs e mecânica quântica, uma vez que a física é escalada para escalas macroscópicas nos BECs. O laboratório apoia investigações de longo prazo em física de sistemas de poucos corpos, e apoia o desenvolvimento de técnicas para interferometria de ondas de átomos e lasers de átomos.[9][10]
