In het laboratorium zal de koudste plek in het universum gecreëerd worden. En dat gebeurt natuurlijk allemaal voor de wetenschap.

In het mini-lab – het Cold Atom Laboratory, of kortweg CAL genoemd – bevinden zich instrumenten (onder meer lasers) die gasatomen koelen. Uiteindelijk zullen de atomen een temperatuur hebben die het absolute nulpunt nadert. Ze zijn dan zo’n 100 miljoen keer kouder dan de uithoeken van de ruimte.

Bose-Einsteincondensaat
Wanneer atomen zodanig worden afgekoeld, vormen ze een Bose-Einsteincondensaat. In die toestand begint materie zich minder te gedragen als deeltjes, maar meer als golven. Dergelijke – vrij mysterieuze – golfbewegingen zijn nog nooit waargenomen bij temperaturen die CAL zal creëren.

In de ruimte
Ook heeft NASA nog nooit Bose-Einsteincondensaten gecreëerd of geobserveerd in de ruimte. Eerder zijn wel Bose-Einsteincondensaten op aarde gecreëerd, maar deze zijn – door toedoen van de aardse zwaartekracht – maar kort te observeren. In het ISS zullen de zeer koude atomen langer hun golf-achtige vormen aanhouden, waardoor ze dus ook langer bestudeerd kunnen worden. Onderzoekers schatten dat Bose-Einsteincondensaten in de ruimte tot wel tien seconden stand kunnen houden.

Donkere energie
Maar waarom willen onderzoekers deze Bose-Einsteincondensaten graag bestuderen? Daar hebben ze meerdere redenen voor. “De experimenten die we met het Cold Atom Lab zullen doen, geven inzicht in de zwaartekracht en donkere energie,” vertelt onderzoeker Robert Thompson. Maar er is meer, zo vertelt onderzoeker Anita Sengupta. Ze wijst erop dat een Bose-Einsteincondensaat een zogenoemde ‘supervloeistof’ is. Dat betekent dat zo’n vloeistof geen viscositeit (stroperigheid) vertoont. Atomen bewegen zonder enige weerstand. “Als je supervloeibaar water zou hebben en het in een glas rond zou laten draaien, zou het voor eeuwig draaien,” legt Sengupta uit. “Er is geen stroperigheid die het vertraagt en de kinetische energie vermindert. Als we supervloeistoffen beter begrijpen, kunnen we ze wellicht inzetten voor een efficiëntere overdracht van energie.”

Het superkoude lab zal de komende maand nog uitgebreid getest worden. In augustus moet het laboratorium dan naar het ISS worden gevlogen.