NASA의 우주

Cold Atom Lab 미션팀의 구성원이 양자 관찰자 모듈을 연구하고 있습니다. 이 연구실은 2018년부터 국제 우주 정거장에서 운영되고 있는 양자 과학 시설입니다. 이 모듈은 연구실의 과학 역량을 업그레이드한 것입니다.

국제우주정거장에서 운영되는 양자과학시설인 저온원자연구소(Cold Atom Lab)는 소형 냉장고만한 크기다. 남부 캘리포니아의 JPL에서 원격으로 운영되는 이 연구소는 원자와 입자의 양자 특성에 대한 수십 가지 실험을 주최했습니다.

기관의 Cold Atom Lab은 두 번째 주요 업그레이드를 받고 있으며 이를 사용하여 양자 영역을 탐색할 예정입니다.

8월 1일 화요일, NASA의 Cold Atom Lab의 주요 하드웨어 업데이트가 국제 우주 정거장으로 향하는 Northrop Grumman Cygnus 재보급 우주선을 타고 이륙했습니다. 작은 냉장고만한 크기의 이 연구실은 원자를 거의 절대 영도까지 냉각시키는 능력 때문에 알려진 우주에서 가장 시원한 장소라고도 불립니다. 이를 통해 지구상의 수십 명의 과학자들이 우리 주변 세계를 구성하는 원자와 입자의 기본 동작을 연구하는 양자 과학 실험을 수행할 수 있습니다.

양자과학 분야는 레이저, 트랜지스터(스마트폰과 컴퓨터의 핵심 부품), GPS 위성, 의료기기 등 일상생활 기술의 발전을 이끌었다. 이 분야의 향후 발전은 우주 기반 탐색 및 통신을 향상시킬 것을 약속합니다.

Cold Atom Lab의 하드웨어 업그레이드를 포함하여 국제 우주 정거장을 위한 8,200파운드 이상의 과학 조사 및 화물을 운반하는 Northrop Grumman Cygnus 재보급 우주선이 8월 1일 버지니아에 있는 NASA의 Wallops 비행 시설에서 이륙합니다.

2018년에 설치된 Cold Atom Lab은 동종 최초의 시설이며, 미션 팀은 스테이션의 무중력 환경에서 지구에서 설계된 실험을 원격으로 수행하는 방법을 알아내면서 가파른 학습 곡선을 경험했습니다. 팀이 Quantum Observer Module이라고 부르는 새로운 하드웨어에는 Cold Atom Lab의 5년 운영을 통해 얻은 교훈 중 일부가 포함되어 있습니다.

NASA 제트 추진 연구소의 Cold Atom Lab 프로젝트 과학자인 Jason Williams는 "우리가 Cold Atom Lab에서 수행하고 있는 실험을 통해 언젠가 전례 없는 정밀도로 중력을 측정할 수 있게 될 것이며 이는 우주에서 사용할 수 있는 매우 귀중한 도구입니다."라고 말했습니다. NASA의 시설을 관리하는 곳입니다.

행성이나 달의 밀도 분포를 평가하는 한 가지 방법은 표면 전체의 중력 변화를 측정하는 것입니다. 이를 통해 과학자들은 궤도에서 다양한 세계의 구성을 조사하거나 지구상의 물의 움직임을 추적할 수 있습니다. 또한 중력을 측정하면 과학자들은 우주선의 가속도를 측정할 수 있으며 이는 정밀 우주 항해에 사용될 수 있습니다.

또한 양자 센서는 암흑 물질 및 암흑 에너지와 같은 우주 신비를 연구하는 우주 기반 임무에도 사용될 수 있습니다. 암흑물질은 우주 전체의 물질을 하나로 묶어주는 눈에 보이지 않는 물질이고, 암흑에너지는 우주 팽창을 가속시키는 더욱 신비한 현상이다.

Cold Atom Lab에서는 일상적인 작업을 지원하기 위해 우주비행사가 필요하지 않지만, 올 가을에는 승무원이 양자 관측 모듈을 설치할 예정입니다. 우주비행사들은 연구실의 이전 업그레이드와 수리를 지원해 왔습니다.

원자와 입자는 우주에서 알려진 모든 물질의 구성 요소이지만, 항상 자신이 구성하는 더 큰 물체처럼 행동하지는 않습니다. 그들의 양자 특성은 고체 물체처럼 행동하는 것과 파도처럼 행동하는 것 사이에서 진동할 수 있음을 의미하므로 때로는 동시에 두 곳에 있는 것처럼 보입니다. 또한 양자 터널링이라는 현상인 물리적 장벽을 순간적으로 통과할 수도 있습니다.

Cold Atom Lab을 사용하면 원자의 양자 거동을 더 쉽게 연구할 수 있습니다. 한 가지 방법은 물질이 도달할 수 있는 가장 낮은 온도인 절대 영도보다 약간 높은 온도로 원자를 냉각시키는 것입니다. 이로 인해 원자가 더 느리게 움직이므로 연구하기가 더 쉽습니다. 또한 이 온도의 일부 원자는 일반적으로 미세한 양자 거동이 거시적 규모로 관찰될 수 있는 물질 상태인 보스-아인슈타인 응축물을 집합적으로 형성할 수 있습니다.