Geçen yıl ocak ayında; rubidyum-87 atomlarıyla dolu küçük çip taşıyan bir roket, gezegenin yüzeyinin 200 kilometre uzağında görevine başladı. Görev, kısa süreliydi. Sadece altı dakika yerçekimsiz ortamda kalması sağlandı.
Ancak minik çip uzaydaki en soğuk noktada olduğu için ilk deneme başarısız oldu. Bunun üzerine Alman araştırmacılar, 100’den fazla deneme yaptı. En sonunda, bir gün Evren’de büyük şeyleri nasıl anlayabileceğimize dair yeni keşiflere yelken açabildik.
İsveç’teki Kiruna’dan başlatılan Mikro Yerçekimi Materyali-Dalga Etkileşimi Deneyi (MAIUS 1), mikro yerçekimi koşulları altında Bose-Einstein Yoğuşması (BEC) olarak adlandırılan özel beşinci bir maddeyi araştırmayı amaçlayan birkaç görevden ilki olmuş oldu.
Atomların bütünlüğü genellikle enerji ile salınır. Öyle ki teorik olarak onları bir kalabalığın içinden geçen bireyler olarak düşünebiliriz.
Buradaki enerjiler alındıktan sonra, aynı özellikler veya kuantum durumları ile biten her amaç için bir çalışma yaptılar. Kendi ritimlerine girmek yerine, ayırt edilemez hale gelirler yani tek bir kimliğe sahip süper bir parçacık oldular.
Bu yoğuşma, parçacıkların nasıl davrandığının daha derin doğasını araştırmak isteyen fizikçiler için son derece yararlı bir çalışma oldu.
Parçacıkların durmasını zorlamak tipik olarak dikkatli bir şekilde ayarlanmış lazerleri mükemmel bir zamanlama ile vurmak demektir. Onları hızlandırmak yerine yavaşlatmak için yavaş bir şekilde kalabalıktaki bir kişiyi saf dışı bırakmak gibi bir elektromanyetik tuzak kurmaya benzer.
Atomlar sessiz olduğunda tuzak kapatılabilir ve deney başlar. Sadece hızlı olmak gerekir. Atom bulutunu kabın dibine düşmeden yakalamanız gerekir.
Araştırmacılar, partiyi mahveden yerçekimi olmadan, daha karmaşık deneyler yapmak için daha fazla zamana sahip oldu.
MAIUS 1, serbest düşüşte bir BEC yaratmanın ilk girişimidir.
Genellikle, BEC’lerin atomları soğutmak için bir ekipman odasına ihtiyacı vardır. Bu yüzden bir dizi Alman kurumundan araştırmacı, kurulumu minyatürleştirmek için önce birlikte çalışmak zorundaydı.
Sonuçta, bir sondaj kulesi içinde keşfedilemeyen rubidyum atomlarını içeren küçük bir çip vardı. Pilotsuz bir araştırma gemisi gibiydi. Çip zirvede -273.15°C’ye kadar soğutuldu.
Bu, bildiğimiz Boomerang Bulutsusu’ndan daha soğuktur. Bir an için rubidyum atomlarının bulutu, kelimenin tam anlamıyla uzaydaki bilinen en soğuk şey oldu.
Altı dakika boyunca, roket dünyaya geri dönmeden önce, minimum yerçekimi yaşandı. Araştırma ekibi, yerçekiminin çekiş ve soğuma sürecini nasıl etkilediğini, bu bulutun nasıl serbest düştüğünü ve düşüşün etkisini ölçmek için 110 farklı yol tespit etti.
Bu deneyde, yerçekimsel dalgaların son derece yararlı olabileceği düşünülüyor.
Astrofizikçiler, uzaydaki küçük dalgaların kara delikler ve nötron yıldızları gibi canavarları nasıl çarpıştırdığını saptamak için lazer ışınlarını bölüyor ve bunları yeniden birleştiriyor. Dalgalardaki uyuşmazlıkların girişim modelleri tespit edilmeye çalışılıyor.
Testlerden elde edilen sonuçlar, BEC’lerin bu dalgaları tespit etmek için başka bir yol sağlayabileceğini ve potansiyel olarak mevcut prosedürlere farklı frekanslar ekleyebileceğini göstermektedir.
Araştırmacılar, bulmacayı ikiye bölmek için bir lazer kullandı. Daha sonra yeniden birleşmelerini sağladı. Aynı kuantum halini -dalga şeklindeki doğası da dahil olmak üzere- paylaşmaları gerektiğinden ikisinin birleştikleri zaman herhangi bir farklılığın prensipte bir dış etki gösterebileceğini belirttiler. Çekim alanlarındaki bir değişim gibi.
Yeryüzünde, doğru araştırmaları yapmak için yeterli zaman olmayacaktı. Serbest düşüşte BEC, en azından teoride, potansiyel olarak yerçekimi dalgalarını almak için yeterince uzun süre dayanabilir.
Birkaç ay önce, NASA araştırmalarını ilk kez açıkladı. Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) gemisinde, yörüngede bir BEC oluşturuldu.
Düşük bir g ortamında oluşturulacak ilk BEC olmasa da, ISS’nin Soğuk Atom Laboratuvarı ultra soğuk olan deneyleri süresince kendi kayıtlarını kırmaya hazırlanıyor.
Ufuktaki daha çok MAIUS misyonu ile dünyadaki tüm bu ultra soğuk araştırmalar bizi yeni bir uzay çağına hazırlıyor olabilir.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0605-1
Çeviri: Tuğba Aydın