El Laboratorio de Átomo Frío ( CAL ) es un instrumento experimental a bordo de la ISS , lanzado en 2018. Crea un ambiente extremadamente frío en microgravedad para estudiar el comportamiento de los átomos en estas condiciones. [1] [2]
El CAL fue desarrollado en el JPL en Pasadena, California. [3] Originalmente estaba programado para su lanzamiento a la Estación Espacial Internacional (ISS) en junio de 2017. [4] Luego se retrasó hasta un lanzamiento programado en un cohete SpaceX CRS-12 en agosto de 2017. [5] Finalmente se lanzó el 21 de mayo de 2018. [2] La misión inicial tuvo una duración de 12 meses con hasta cinco años de operación extendida. [4]
En enero de 2020 se sometieron a actualizaciones de hardware, que fueron realizadas durante un período de ocho días por las astronautas Christina Koch y Jessica Meir bajo la supervisión de controladores terrestres. [1] La actualización incluyó un interferómetro atómico que se puede utilizar para estudiar el principio de equivalencia . [6]
En julio de 2021, otra actualización realizada por la astronauta Megan McArthur le dio a CAL la capacidad de trabajar con átomos de potasio ultrafríos además de átomos de rubidio. [7]
El instrumento crea condiciones extremadamente frías en el entorno de microgravedad de la ISS, lo que lleva a la formación de condensados de Bose Einstein (BEC) que son órdenes de magnitud más fríos que los que se crean en los laboratorios de la Tierra. [4] En un laboratorio espacial, se pueden lograr tiempos de interacción de hasta 10 segundos y temperaturas tan bajas como 1 picokelvin, y esto podría conducir a la exploración de fenómenos mecánicos cuánticos desconocidos y probar algunas de las leyes más fundamentales de la física. [8] [4] Estos experimentos se realizan mejor en un entorno de caída libre, porque es más propicio para la formación desinhibida de BEC. Los experimentos terrestres sufren el efecto de que el condensado interactúa asimétricamente con el aparato, interfiriendo con la evolución temporal del condensado. En órbita, los experimentos pueden durar mucho más porque la caída libre se mantiene indefinidamente. [4] Los científicos del JPL de la NASA afirman que la investigación del CAL podría avanzar en el conocimiento en el desarrollo de detectores cuánticos extremadamente sensibles, que podrían usarse para monitorear la gravedad de la Tierra y otros cuerpos planetarios, o para construir dispositivos de navegación avanzados. [4]
Los resultados de los experimentos de 2019 se publicaron en 2020 y demuestran el funcionamiento exitoso del laboratorio. Esto permite mejorar la investigación de los BEC y la mecánica cuántica , ya que la física se escala a escalas macroscópicas en los BEC. El laboratorio respalda investigaciones a largo plazo sobre física de pocos cuerpos y respalda el desarrollo de técnicas de interferometría de ondas atómicas y láseres atómicos . [9] [10]
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