Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) dự kiến đưa thiết bị tạo điểm lạnh nhất trong vũ trụ lên trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) để nghiên cứu về vật chất tối, vật chất phổ biến nhất trong vũ trụ.
Thiết bị này sẽ được đặt trong một khối hộp và đưa lên không gian trên tên lửa SpaceX CRS-12 vào tháng 8 năm nay. Hộp thiết bị này được gọi là phòng thí nghiệm nguyên tử lạnh (CAL). Bên trong hộp là thiết bị phát tia laser và lưỡi dao năng lượng điện từ cùng khoang chân không. Khi kết hợp với nhau, chúng sẽ triệt tiêu năng lượng nguyên tử khí và làm chúng chậm đến mức gần như ngừng chuyển động. Khi đó, nhiệt độ của các nguyên tử khí có thể đến gần mức 1 phần 1 triệu của 1 độ trên độ 0 tuyệt đối (-273,15 độ C) tức là lạnh hơn 1 triệu lần các độ sâu của không gian. Các nguyên tử được đưa về nhiệt độ cực lạnh này bên trong CAL sẽ hình thành một trạng thái riêng của vật chất được gọi là sự cô đặc Bose-Einstein (BEC). Trong trạng thái này, vật chất sẽ giảm dần sự chi phối của các quy luật vật lý quen thuộc mà hoạt động theo vật lý lượng tử, thay đổi tính chất từ phân tử sang dạng sóng.
Thí nghiệm này có thể giúp nghiên cứu năng lượng và vật chất tối, bí ẩn vật lý chiếm 95% vũ trụ. Đây đã là mục tiêu đầy tham vọng của NASA kể từ thập kỷ 70 của thế kỷ trước, khi những hiện tượng chứng tỏ sự hiện hữu của loại vật chất này được các nhà khoa học phát hiện. "Nghiên cứu các nguyên tử siêu lạnh có thể thay đổi hiểu biết của con người về vật chất, cũng như bản chất thực sự của trọng lực. Thí nghiệm chúng tôi thực hiện với CAL sẽ cung cấp thông tin về trọng lực và năng lượng tối, những loại lực phổ biến nhất trong vũ trụ", nhà khoa học Robert Thompson thuộc dự án CAL cho biết.
NASA chưa bao giờ quan sát hay tạo ra được BEC trong không gian. Trên Trái Đất, trọng lực khiến nguyên tử liên tục bị hút về mặt đất, khiến chúng chỉ có thể được quan sát trong thời gian vô cùng ngắn. Trong trạng thái không trọng lực của ISS, nguyên tử siêu lạnh sẽ giữ được trạng thái BEC lâu hơn. CAL cho phép loại vật chất này tồn tại từ 5 đến 10 giây, thậm chí là lâu hơn với công nghệ tương lai.
Mô hình thiên văn học hiện nay chia vũ trụ ra thành 27% vật chất tối, 68% năng lượng tối và chỉ 5% vật chất thường. Với tất cả công nghệ hiện tại, con người vẫn không thể quan sát 95% vũ trụ. CAL có thể mở ra nhiều bí mật, vượt xa giới hạn của ngành vật lý hiện nay.
