Ngày 6/11, Trung tâm Kỹ thuật và Công nghệ ứng dụng không gian thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc công bố kết quả nghiên cứu sử dụng tủ thí nghiệm vật lý nguyên tử siêu lạnh trong module Mộng Thiên của trạm vũ trụ Trung Quốc.
Theo nhóm nghiên cứu, bằng kỹ thuật làm lạnh sử dụng bẫy quang học, các nhà khoa học đã hạ nhiệt độ tương đương của đám mây nguyên tử rubidi xuống 9,7 picokelvin, tức 9,7 phần nghìn tỷ kelvin, đồng thời quan sát liên tục trong 7 giây. Kết quả này gần độ không tuyệt đối hơn mức 38 picokelvin do một nhóm nghiên cứu Đức đạt được năm 2021.
Độ không tuyệt đối tương đương âm 273,15 độ C, hay 0 kelvin. Khi nhiệt độ tiến gần giới hạn này, chuyển động nhiệt của nguyên tử chậm lại, tạo điều kiện để các nhà khoa học nghiên cứu những hiện tượng vật lý khó quan sát trong điều kiện thông thường.
Môi trường vi trọng lực trên trạm vũ trụ là yếu tố quan trọng giúp thí nghiệm đạt thành công. Trên Trái Đất, trọng lực khiến các nguyên tử rơi xuống, gây khó khăn cho quá trình làm lạnh. Trong không gian, các nguyên tử có thể lơ lửng mà không cần lực giữ quá mạnh, nhờ đó có thể được làm lạnh xuống nhiệt độ thấp hơn.
Để đưa được hệ thống tủ thí nghiệm siêu lạnh lên trạm vũ trụ, nhóm nghiên cứu đã phải giải quyết nhiều bài toán kỹ thuật, từ tạo môi trường chân không siêu cao đến chế tạo laser sợi quang công suất lớn. Hệ thống vốn có thể tích 20 m³, nặng 10 tấn được thu gọn còn 0,7 m³ và 500 kg, trước khi được đưa lên không gian cùng module Mộng Thiên năm 2022.
Theo nhóm nghiên cứu, kết quả này mở ra triển vọng phục vụ mô phỏng vũ trụ sơ khai, dò tìm vật chất tối siêu nhẹ, đồng thời hỗ trợ phát triển giao thoa kế nguyên tử, cảm biến lượng tử và đồng hồ nguyên tử trong không gian có độ chính xác cao hơn. Các công nghệ liên quan có thể được ứng dụng trong đo trọng lực, dẫn đường quán tính và kiểm nghiệm các hằng số vật lý cơ bản.
