Vì sao NASA muốn tạo ra điểm lạnh nhất trong vũ trụ

Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) dự kiến thực hiện thí nghiệm tạo ra điểm lạnh nhất trong toàn bộ vũ trụ vào tháng 8 năm nay. Thiết bị sẽ được đặt trong một khối hộp và đưa lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), Phys.org ngày 6/3 đưa tin.

Bên trong hộp là thiết bị phát tia laser và "lưỡi dao" năng lượng điện từ cùng khoang chân không. Chúng sẽ kết hợp để triệt tiêu năng lượng nguyên tử khí, làm chúng chậm đến mức gần như ngừng chuyển động. Bộ thiết bị được gọi là Phòng thí nghiệm nguyên tử lạnh (CAL) do NASA thiết kế. CAL đang trong giai đoạn lắp ráp cuối cùng, trước khi đưa lên không gian trên tên lửa SpaceX CRS-12.

Các nguyên tử khí có thể được làm lạnh tới 1 phần tỷ độ trên độ 0 tuyệt đối (-273.15 độ C). Điều đó biến chúng thành điểm lạnh nhất trong không gian, lạnh hơn 100 triệu lần so với khoảng không vũ trụ.

"Nghiên cứu các nguyên tử siêu lạnh có thể thay đổi hiểu biết của con người về vật chất, cũng như bản chất thực sự của trọng lực. Thí nghiệm chúng tôi thực hiện với CAL sẽ cung cấp thông tin về trọng lực và năng lượng tối, những loại lực phổ biến nhất trong vũ trụ", nhà khoa học Robert Thompson thuộc dự CAL cho biết.

Tia laser sẽ làm lạnh nguyên tử tới nhiệt độ thấp chưa từng có. Ảnh: NASA.

Khi nguyên tử được làm lạnh tới mức như dự kiến, chúng sẽ tạo thành trạng thái vật chất được gọi là "ngưng tụ Bose-Einstein" (BEC). Các định luật vật lý quen thuộc sẽ mất dần ý nghĩa và vật lý lượng tử bắt đầu có tác động lớn hơn.

NASA chưa bao giờ quan sát hay tạo ra được BEC trong không gian. Trên Trái Đất, trọng lực khiến nguyên tử liên tục bị hút về mặt đất, khiến chúng chỉ có thể được quan sát trong thời gian vô cùng ngắn. Trong trạng thái không trọng lực của ISS, nguyên tử siêu lạnh sẽ giữ được trạng thái BEC lâu hơn. CAL cho phép loại vật chất này tồn tại từ 5 đến 10 giây, thậm chí là lâu hơn với công nghệ tương lai.

Thử nghiệm này cũng có thể thúc đẩy việc phát hiện vật chất tối. Mô hình thiên văn học hiện nay chia vũ trụ ra thành 27% vật chất tối, 68% năng lượng tối và chỉ 5% vật chất thường. Với tất cả công nghệ hiện tại, con người vẫn không thể quan sát 95% vũ trụ. CAL có thể mở ra nhiều bí mật, vượt xa giới hạn của ngành vật lý hiện nay.