ห้องปฏิบัติการอะตอมเย็น ( CAL ) เป็นเครื่องมือทดลองบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS ) ซึ่งเปิดตัวในปี 2018 โดยสร้างสภาพแวดล้อมที่เย็นจัดในสภาวะไมโครกราวิตี้เพื่อศึกษาพฤติกรรมของอะตอมในสภาวะดังกล่าว^{[ 1 ] [ 2 ]}

CAL ได้รับการพัฒนาที่ JPL ในเมืองพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย^{[ 3 ]}เดิมทีมีกำหนดการปล่อยขึ้นสู่สถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ในเดือนมิถุนายน 2017 ^{[ 4 ]}จากนั้นจึงเลื่อนออกไปเป็นกำหนดการปล่อยด้วย จรวด SpaceX CRS-12 ในเดือนสิงหาคม 2017 ^{[ 5 ]}ในที่สุดก็ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในวันที่ 21 พฤษภาคม 2018 ^{[ 2 ]}ภารกิจเริ่มต้นมีระยะเวลา 12 เดือน และสามารถขยายระยะเวลาการใช้งานได้นานถึงห้าปี^{[ 4 ]}

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2563 ได้มีการอัปเกรดฮาร์ดแวร์ ซึ่งดำเนินการในช่วงระยะเวลาแปดวันโดยนักบินอวกาศChristina KochและJessica Meirภายใต้การดูแลของเจ้าหน้าที่ควบคุมภาคพื้นดิน^{[ 1 ]}การอัปเกรดนี้รวมถึงเครื่องวัดการรบกวนของอะตอมซึ่งสามารถใช้ในการศึกษาหลักการสมดุลได้^{[ 6 ]}

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2564 การอัปเกรดอีกครั้งโดยนักบินอวกาศMegan McArthurทำให้ CAL สามารถทำงานกับอะตอมโพแทสเซียมที่เย็นจัดได้ นอกเหนือจากอะตอมรูบิเดียม^{[ 7 ]}

เครื่องมือนี้สร้างสภาวะที่เย็นจัดใน สภาพแวดล้อม ไมโครกราวิตี้ของ ISS ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของBose-Einstein Condensates (BECs) ที่เย็นกว่า BECs ที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการบนโลกหลายเท่า^{[ 4 ]}ในห้องปฏิบัติการบนอวกาศ สามารถทำปฏิกิริยาได้นานถึง 10 วินาที และมีอุณหภูมิต่ำถึง 1 พิโคเคลวิน ซึ่งอาจนำไปสู่การสำรวจ ปรากฏการณ์ ทางกลศาสตร์ควอนตัม ที่ไม่รู้จัก และทดสอบกฎพื้นฐานที่สุดของฟิสิกส์บางประการ^{[ 8 ] [ 4 ]}การทดลองเหล่านี้ทำได้ดีที่สุดในสภาพแวดล้อมที่ตกอย่างอิสระ เนื่องจากเอื้อต่อการก่อตัวของ BECs อย่างไม่ถูกยับยั้ง การทดลองบนพื้นดินประสบปัญหาจากผลกระทบของคอนเดนเซตที่ทำปฏิกิริยากับอุปกรณ์อย่างไม่สมมาตร ซึ่งรบกวนวิวัฒนาการของคอนเดนเซตตามเวลา ในวงโคจร การทดลองสามารถดำเนินต่อไปได้นานกว่ามากเนื่องจากการตกอย่างอิสระสามารถคงอยู่ได้ตลอดไป^{[ 4 ]} นักวิทยาศาสตร์ JPLของNASAระบุว่าการวิจัย CAL อาจช่วยพัฒนาความรู้ในการพัฒนาเครื่องตรวจจับควอนตัมที่มีความไวสูงมาก ซึ่งสามารถใช้ในการตรวจสอบแรงโน้มถ่วงของโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น หรือสำหรับการสร้างอุปกรณ์นำทางขั้นสูง^{[ 4 ]}

ผลการทดลองจากปี 2019 ได้รับการรายงานในปี 2020 ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการทำงานที่ประสบความสำเร็จของห้องปฏิบัติการ ซึ่งช่วยให้การวิจัย BEC และกลศาสตร์ควอนตัม ดีขึ้น เนื่องจากฟิสิกส์ได้รับการปรับขนาดเป็นระดับมหภาคใน BEC ห้องปฏิบัติการสนับสนุนการวิจัยระยะยาวเกี่ยวกับฟิสิกส์ของอนุภาคจำนวนน้อยและสนับสนุนการพัฒนาเทคนิคสำหรับการแทรกสอดคลื่นอะตอมและเลเซอร์อะตอม^{[ 9 ] [ 10 ]}

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับห้องปฏิบัติการอะตอมเย็นในวิกิมีเดียคอมมอนส์
• ห้องปฏิบัติการอะตอมเย็น – เว็บไซต์โครงการที่ JPL

บทความเกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาคชิ้นนี้ ยัง ไม่สมบูรณ์คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มข้อมูลที่ขาดหายไป

• วี
• ที
• อี