انشأ رواد الفضاء حالة خامسة للمادة، تُعرف بمكثف (BEC) أو ما يسمى Bose-Einsten، في الجاذبية الصغرى لمحطة الفضاء الدولية للمرة الأولى، حيث يتم إنتاج هذا الشكل الغريب والنادر من المادة فقط عندما يتم تبريد غاز من الجسيمات إلى درجات حرارة أعلى من الصفر المطلق (حوالي -459.67 فهرنهايت).
ووفقا لما ذكرته صحيفة "ديلى ميل" البريطانية، فإن إنشاء المادة الغريبة على المحطة الدولية ISS يجعل من السهل دراسة خصائصها بطريقة لن تكون ممكنة على الأرض، بسبب تأثيرات الجاذبية على الذرات.
قالوا باحثو وكالة ناسا، إن استغلال بيئات الجاذبية الصغرى للفضاء يمنحهم فرصة استكشاف الفيزياء الأساسية في هذا الشكل الغريب من المادة".
وأضافوا، "عند درجة الحرارة المنخفضة للغاية المطلوبة لإنتاج مكثفات Bose-Einsten ، تصبح الذرات كيانًا واحدًا له خصائص كمية، أنها تمتد على الحدود بين العالم المجهري الذي تحكمه ميكانيكا الكم، والعالم المجهري الذي تحكمه الفيزياء الكلاسيكية".
وأوضح الباحثون، "على هذا النحو، قد يقدمون رؤى أساسية في ميكانيكا الكم، ولكن قياسها بدقة تعوقها الجاذبية عند صنعها على الأرض".
يتم تصنيفها كشكل خامس من المادة بعد البلازما والغاز والسائل والصلب، وتم صنع هذا النوع الغريب من المواد على الأرض لمدة 25 عامًا، حيث تم إنتاج الأول في يونيو 1995، لكن الجاذبية جعلت الدراسة أكثر صعوبة.
تعمل أشعة الليزر التي تعمل في الفراغ على تبريد بضعة ملايين من الذرات، وهي تفعل ذلك في درجات حرارة أكثر برودة من تلك الموجودة في الفضاء، ففي درجات الحرارة هذه، تتوقف الذرات عن العمل كأفراد، وتنتشر معًا، وتوفر هذه النقطة طريقة أسهل للباحثين لدراسة العالم الكمي.
كما أنه للتغلب على قيود المراقبة على الأرض، قاد روبرت طومسون وزملاؤه من وكالة ناسا مهمة لإطلاق مختبر Cold Atom Lab إلى محطة الفضاء الدولية في عام 2018.
ووجدوا أنه، على عكس الأرض، تسمح BECs المنتجة في الجاذبية الصغرى بقياس الذرات ومراقبتها في شكل حر لفترة أطول بسبب الجاذبية.
وقال الباحث الرئيسي روبرت طومسون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وناسا لوكالة فرانس برس، "إن الجاذبية الصغرى تسمح لنا بحصر الذرات بقوى أضعف بكثير، حيث لا يتعين علينا دعمها ضد الجاذبية".
وأضاف طومسون: "الأهم من ذلك كله هو أننا نستطيع مراقبة الذرات لأنها تطفو بشكل غير مقيد تمامًا، وبالتالي من دون إزعاج من جانب قوى خارجية".