NASA‘nın Uluslararası Uzay İstasyonu‘ndaki (ISS) Soğuk Atom Laboratuvarı’nda milletlerarası bir bilim takımı, uzayda birinci defa iki tıp atom içeren bir kuantum gazı üretti. Nature mecmuasında yayınlanan yeni çalışmada özetlenen bu muvaffakiyet, şu anda Dünya’da mevcut olan kuantum teknolojilerinin uzaya taşınmasına yönelik bir dönüm noktasına işaret ediyor. Araştırmacılar deneyleri Dünya’dan uzaktan gerçekleştirerek Bose-Einstein yoğunlaşması yaratmak için şartları manipüle etmeyi başardılar. Bose- Einstein ağırlaşması, atomik bir gazın mutlak sıfıra yakın ya da -273,15 santigrat derece civarındaki sıcaklıklara soğutulmasıyla oluşan unsurun eşsiz bir kuantum hali olarak söz edilebilir. Gazın içindeki atomlar bu kadar düşük sıcaklıklarda kendilerine has kimliklerini kaybederek tek ve uyumlu bir varlık üzere davranmaya başlayabiliyorlar.
Uzay tabanlı kuantum teknolojisi için kıymetli bir gelişme
(Atomları yavaşlatarak sıcaklıklarını düşürmek için kullanılan altı adet ince ayarlı lazer.)
Bu yeni kabiliyet sayesinde Soğuk Atom Laboratuvarı artık yalnızca kişisel atomların kuantum özelliklerini değil, tıpkı vakitte farklı atom cinslerinin kuantum durumunda birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğine ve birleştiğine odaklanan kuantum kimyasını da inceleyebilecek. Bu tıp deneyler uzay tabanlı yeni kuantum teknolojilerinin geliştirilmesinin önünü açabilir.
Bilim insanlarının çözmeyi amaçladıkları gizemlerden biri, yerçekiminin kütleleri ne olursa olsun tüm objeleri birebir biçimde etkilediğini savunan eşdeğerlik prensibi. Albert Einstein’ın çağdaş yerçekimi fiziğinin belkemiği olan Genel Görelilik Teorisi’nin bir kesimi olan bu unsur, atomlar üzere küçük objelerin davranışlarını tanımlayan kuantum fiziği maddeleriyle tam olarak örtüşmüyor. Bilim insanları eşdeğerlik unsurunun atomik ölçeklerde geçerli olup olmadığını görmek için Dünya’da atom interferometreleriyle deneyler yaptılar, lakin bunu Soğuk Atom Laboratuvarı’nda uzayda daha hassas bir halde test edebilirler.
Karanlık enerjiyi anlamaya giden bir yol
NASA tarafından finanse edilen Uzayda Ultra Soğuk Atomlar Konsorsiyumu Yöneticisi Nicholas Bigelow, bilim insanlarının kainatın hızlanan genişlemesinin gerisindeki gizemli itici güç olan karanlık enerjinin tabiatı hakkında bilgi edinmek hedefiyle yerçekimini yüksek hassasiyetle ölçmek için iki atomlu bir interferometre ve kuantum gazları kullanarak deneyler yapmayı planladıklarını söylüyor. Böylelikle çok çeşitli uygulamalar için hassas sensörlerin geliştirilmesi sağlanabilir. Bigelow’a nazaran Bose-Einstein yoğunlaşmasındaki bu soğuk atomları jiroskop yapmak için kullanabiliriz. Bu jiroskopların derin uzay navigasyonu için kullanılabilecek sabit bir referans noktası verebileceği de söyleniyor.
