À -273°C à bord de l’ISS : la NASA crée un état de la matière impossible sur Terre
Un laboratoire de la taille d’un mini-réfrigérateur, situé à bord de la Station spatiale internationale (ISS), fonctionne à des températures inférieures à -273°C. Ce laboratoire, connu sous le nom de Cold Atom Lab, permet d’étudier un cinquième état de la matière, le condensat de Bose-Einstein, dans des conditions impossibles à reproduire sur Terre. La NASA a récemment annoncé la quatrième mise à jour de cet instrument, qui exploite la microgravité pour mener des recherches sur ces états quantiques.
La matière se présente habituellement sous quatre états : solide, liquide, gazeux et plasma. En 1924, Albert Einstein a prédit qu’à des températures proches du zéro absolu, des atomes pourraient se condenser en une seule entité quantique. Ce concept théorique a été confirmé expérimentalement en 1995, pour lequel ses découvreurs ont reçu le prix Nobel de physique en 2001. Ces condensats sont liés à des phénomènes tels que la superfluidité et la supraconductivité.
Sur Terre, la gravité complique l’observation et la durée d’étude de ces états quantiques. En revanche, en microgravité, les fonctions d’onde des condensats peuvent être amplifiées, permettant ainsi des études prolongées. Le Cold Atom Lab, qui fonctionne à des températures extrêmes, est essentiel pour ces recherches.
Chaque expérience débute par le chauffage d’une bande de rubidium ou de potassium à 400°C, suivie d’un refroidissement progressif grâce à des lasers. Ce processus permet d’atteindre un état quasi stationnaire, où les atomes se comportent selon des règles quantiques uniques. Cela ouvre la voie à des mes extrêmement précises du temps, de la gravité et du mouvement.
Ethan Elliott, scientifique adjoint au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, qualifie le Cold Atom Lab de « révolution quantique 2.0 », soulignant son potentiel pour des avancées technologiques basées sur la compréhension des matériaux superfluides et supraconducteurs.
Source : NASA
