สร้างสสาร "สถานะที่ 5" ในอวกาศได้สำเร็จเป็นครั้งแรกของโลก
สร้างสสาร "สถานะที่ 5" ในอวกาศได้สำเร็จเป็นครั้งแรกของโลก - BBCไทย
ทีมนักฟิสิกส์ขององค์การนาซาประสบความสำเร็จในการสร้างและศึกษา "สสารสถานะที่ 5" หรือสสารในสถานะควบแน่น โบซ-ไอน์สไตน์ (Bose-Einstein Condensate - BEC) ภายใต้ภาวะไร้น้ำหนักได้เป็นครั้งแรกของโลก
นอกจากสถานะของแข็ง, ของเหลว, ก๊าซ และพลาสมาแล้ว สสารยังสามารถอยู่ในสถานะควบแน่น โบซ-ไอน์สไตน์ได้อีกด้วย เมื่อธาตุบางอย่างเช่นรูบิเดียมถูกลดอุณหภูมิให้ต่ำลงจนเฉียดเข้าใกล้จุดศูนย์สัมบูรณ์ (-273.15 องศาเซลเซียส) กลุ่มของอะตอมจะแสดงพฤติกรรมในสถานะใหม่ เสมือนว่าทุกอะตอมรวมกันเป็นหน่วยเดียว และมีสมบัติทางควอนตัมเกิดขึ้น โดยอะตอมจะเคลื่อนไหวช้ามากทั้งยังมีพฤติกรรมแบบคลื่น
การศึกษาทดลองดังกล่าวมีขึ้น หลังนาซาติดตั้งชุดอุปกรณ์ "ห้องปฏิบัติการอะตอมเย็น" (Cold Atom Laboratory - CAL) บนสถานีอวกาศนานาชาติตั้งแต่ปี 2018 เพื่อสร้างสสารสถานะที่ 5 แบบที่มีความเสถียรกว่าบนโลก เพราะกลุ่มหมอกของอะตอมที่เย็นจัดจะลอยตัวและคงตัวอยู่ได้นานกว่า เนื่องจากไม่ได้รับอิทธิพลของแรงโน้มถ่วง
นักบินอวกาศหญิง คริสตินา คุก กำลังติดตั้งอุปกรณ์ทดลอง CAL บนสถานีอวกาศนานาชาติเมื่อปี 2018
- ปฏิกิริยาเคมี "เย็นยะเยือกที่สุดในจักรวาล"
- ค้นพบน้ำไม่กลายเป็นน้ำแข็ง แม้อุณหภูมิเฉียดใกล้ศูนย์สัมบูรณ์
- นักฟิสิกส์สร้างของไหลที่มีมวลเป็นลบ
"ภาวะไร้น้ำหนักทำให้เราใช้สนามแม่เหล็กจับกลุ่มอะตอมในสถานะนี้ไว้ได้นานขึ้น โดยใช้แรงจากสนามแม่เหล็กอย่างอ่อนเท่านั้น" ดร. โรเบิร์ต ทอมป์สัน หนึ่งในทีมวิจัยของนาซากล่าว "กลุ่มอะตอมในสถานะที่ 5 ที่สร้างขึ้นในอวกาศ ลอยตัวอยู่ให้เราสังเกตและศึกษาได้นานกว่า 1 วินาที ในขณะที่การทดลองบนโลกจะทำให้มันอยู่ได้ไม่กี่มิลลิวินาทีเท่านั้น"
สถานะควบแน่น โบซ-ไอน์สไตน์นั้น นับว่าเป็นสถานะของสสารที่อยู่ตรงกลางระหว่างโลกของฟิสิกส์ระดับมหภาคที่ควบคุมด้วยแรงชนิดต่าง ๆ และโลกของฟิสิกส์ในระดับอนุภาคที่ควบคุมด้วยหลักกลศาสตร์ควอนตัม นักวิทยาศาสตร์ยังเชื่อว่าสสารสถานะที่ 5 นี้ อาจเป็นกุญแจที่จะช่วยไขความลับเรื่องพลังงานมืด (Dark energy) อีกด้วย
NASA / NIST แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของสสารในสถานะควบแน่น โบซ-ไอน์สไตน์
รายงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ระบุว่า ความสำเร็จในการสร้างสถานะควบแน่น โบซ-ไอน์สไตน์ในอวกาศ ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในงานวิทยาศาสตร์ด้านอื่น ๆ เช่นการพิสูจน์ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ การตามหาคลื่นความโน้มถ่วงและพลังงานมืด การนำร่องยานอวกาศ หรือแม้แต่การค้นหาแร่ธาตุบนพื้นผิวของดวงจันทร์และดาวเคราะห์