Atom-Kühlschrank: Auf ISS soll kältester Ort des Universums entstehen

Wissenschaftler wollen in diesem Jahr ein weiteres natürliches Extrem mit technischen Mitteln um ein Vielfaches übertreffen: Eine Art kleiner Kühlschrank soll zu dem nach unserem Wissen mit Abstand kältesten Punkt des Universums werden. Installiert wird das Gerät auf der Internationalen Raumstation ISS. Die US-Raumfahrtagentur NASA soll das Cold Atom Lab (CAL) demnächst mit einem Versorgungsschiff zu dem großen Forschungslabor in die Erdumlaufbahn bringen. Die Temperatur in dem System soll etwa 10 Milliarden Mal tiefer als in den ohnehin schon ziemlich kalten, nahezu leeren Bereichen des Weltraums liegen. Ein kleines Stück Raum wird hier also sehr dicht an den absoluten Nullpunkt gebracht.

Das Prinzip dahinter ähnelt einem Tiefkühlschrank doch sehr: Das CAL ist dazu da, Dinge einzufrieren, um ihren Zustand möglichst lange erhalten zu können. Statt Lebensmitteln will man aber Atome einlagern und auf diese Weise ihren Quantenzustand etwas länger erhalten, um verschiedene Untersuchungen möglich zu machen.

Atome anhalten

Die Temperatur ist letztlich nichts anderes, als eine Repräsentation der Energie, die in den Teilchen steckt und sie in Bewegung versetzt. Führt man ein Atom sehr dicht an den absoluten Nullpunkt heran, kann man es quasi anhalten. In einem normalen Raum, wie wir ihn kennen, rasen die Teilchen hingegen mit ziemlich hohen Geschwindigkeiten durch die Gegend, was eine genaue Beobachtung ziemlich kompliziert macht.

Mit Kühlverfahren, wie man sie von den normalen Kühlungen aus dem Alltag kennt, kommt man beim CAL aber nicht weit. Vielmehr werden die Atome mit Magneten und Lasern quasi angehalten. Mehrere so gestoppter Atome bilden dann ein so genanntes Bose-Einstein-Kondensat. Dieses wurde zuvor schon mehrfach in unterschiedlichen Qualitäten erzeugt und soll durch CAL wesentlich besser erforschbar gemacht werden.

Die ISS ist im Grunde der ideale Ort für Experimente mit einem solchen Materie-Zustand. Denn es ist nötig, möglichst viele von außen wirkende Faktoren zu beseitigen. Und auf der Erde gibt es kein einziges Labor, in dem die Gravitation quasi nicht vorhanden ist - was auf der Raumstation hingegen Alltag ist.