De la taille d’un petit réfrigérateur, le laboratoire, installé sur la Station spatiale internationale, a la capacité de refroidir les atomes jusqu’à un zéro presque absolu. Il permet à des dizaines de scientifiques sur Terre de mener des expériences en physique quantique et d’étudier les comportements fondamentaux des atomes et des particules qui composent le monde qui nous entoure.

“Nous espérons que Cold Atom Lab marquera le début d’une ère où les outils quantiques seront régulièrement utilisés dans l’espace”, a affirmé Kamal Oudrhiri, directeur de projet pour Cold Atom Lab, cité dans un communiqué de la NASA.

“Grâce à Cold Atom Lab, nous avons montré que ces outils quantiques délicats sont fiables et même évolutifs dans l’espace. Nous espérons que Cold Atom Lab ne sera que la première de nombreuses missions spatiales quantiques à venir”, a ajouté le scientifique marocain.

Le domaine de la physique quantique a conduit au développement de technologies telles que les lasers, les transistors (un composant clé des smartphones et des ordinateurs), les satellites GPS et les dispositifs médicaux. Les progrès futurs dans le domaine permettront d’améliorer la navigation et les communications spatiales.

“Les expériences que nous effectuons sur le Cold Atom Lab nous permettront un jour de mesurer la gravité avec une précision sans précédent, et c’est un outil extrêmement précieux à avoir dans l’espace”, a déclaré Jason Williams, scientifique du projet Cold Atom Lab au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, qui gère l’installation pour la NASA.

Une meilleure appréhension de la gravité permet aux scientifiques de mesurer l’accélération d’un vaisseau spatial, ce qui pourrait être utilisé dans la navigation spatiale de précision. De plus, des capteurs quantiques pourraient être utilisés dans des missions spatiales étudiant des mystères cosmologiques comme la matière noire et l’énergie noire.

La matière noire est un matériau invisible qui rassemble la matière à travers l’univers, tandis que l’énergie noire est un phénomène encore plus mystérieux qui accélère l’expansion de l’univers.

Lancé en 2018, le Cold Atom Lab facilite l’étude des comportements quantiques des atomes, explique la NASA dans le communiqué, ajoutant qu’il permet aussi de refroidir les atomes à de petites fractions de degré au-dessus de la température la plus basse que la matière puisse atteindre, le zéro absolu.

Les scientifiques ont effectué des expériences sur les atomes froids au sol pendant des décennies, mais sur Terre, les atomes étudiés dans les chambres à vide tombent rapidement au sol en raison de la gravité.

À l’intérieur du Cold Atom Lab, les atomes flottent en apesanteur pendant de plus longues périodes, ce qui donne aux scientifiques plus de temps pour les manipuler et étudier leur comportement et leur évolution, ajoute le communiqué.

La mise à niveau du Cold Atom Lab permettra de produire deux à trois fois plus d’atomes pour chaque expérience menée à l’intérieur de l’installation.

Les scientifiques obtiendront des vues plus nuancées sur les comportements des atomes ultrafroids, y compris leur dynamique physique à mesure qu’ils évoluent et leurs interactions les uns avec les autres.

Et puisque les nuages d’atomes se refroidissent naturellement à mesure qu’ils se dilatent, plus d’atomes signifie également que les atomes peuvent atteindre des températures plus froides avant de se disperser complètement.

Le scientifique marocain Kamal Oudrhiri chapeaute le projet Cold Atom Lab depuis son lancement en 2014.

Conçu et construit au centre de recherche spatiale de la NASA à Pasadena (Californie), Cold Atom Lab est parrainé par la division des sciences biologiques et physiques (BPS) relevant de la direction des missions scientifiques de la NASA.

(avec MAP)