NASA erzeugt fünften Zustand der Materie auf der ISS

Wie die NASA auf ihrer Website berichtet, schalteten Astronauten das modernisierte Labor nach dem Einbau neuer Komponenten ein. Die etwa kühlschrankgroße Anlage wird von der Erde aus gesteuert und untersucht Materie nahe dem absoluten Nullpunkt.

Dabei entstehen sogenannte Bose-Einstein-Kondensate. In diesem fünften Zustand der Materie verhalten sich die Atome nicht mehr hauptsächlich wie einzelne Teilchen, sondern bilden eine gemeinsame Materiewelle.

Labor kühlt Atome fast vollständig ab

Für die Versuche werden Rubidium oder Kalium in einer Vakuumkammer auf bis zu 400 Grad Celsius erhitzt. Dadurch entsteht zunächst ein Gas. Speziell eingestellte Laser entziehen den Atomen anschließend Energie und verlangsamen ihre Bewegung.

Eine Magnetfalle hält die Atomwolke fest. Weitere Kühlverfahren senken ihre Energie so stark, dass sie beinahe zum Stillstand kommt. Die Temperatur liegt dann nur knapp über dem absoluten Nullpunkt.

Schwerelosigkeit verlängert Experimente

Auf der Erde beeinflusst die Schwerkraft die empfindlichen Atomwolken und begrenzt die Messdauer. In der Mikrogravitation der ISS können Forschende die Quantengase länger und bei niedrigeren Temperaturen untersuchen.

Dadurch bilden sich größere Materiewellen, die länger mit der Schwerkraft wechselwirken. Das Labor verkleinert dafür eine Anlage, die auf der Erde normalerweise einen ganzen Raum mit Lasern und Spiegeln füllt, auf die Größe eines kleinen Kühlschranks.

Neue Magnetfalle verändert Atomwolken

Das neue Wissenschaftsmodul startete am 11. April 2026 zur Raumstation. Die Astronautin Jessica Meir installierte am 8. Mai weitere Hardware und prüfte dabei unter anderem optische Fasern.

Zu den wichtigsten Verbesserungen gehört eine neu entwickelte Magnetfalle. Sie kann die Form der Quantengase verändern und ermöglicht damit zusätzliche Untersuchungen ihrer Eigenschaften. Auch die Metallstreifen, aus denen das Gas erzeugt wird, wurden überarbeitet.

Fünf Forschungsteams nutzen Anlage

Das Cold Atom Lab unterstützt derzeit fünf internationale Forschungsteams. Neben grundlegenden Fragen der Physik testen sie auch, ob sich Quantentechnik zuverlässig im Weltraum einsetzen lässt.

Mögliche Anwendungen reichen von besonders genauen Zeitmessungen über Navigation und Positionsbestimmung bis zur Untersuchung der Schwerkraft. Solche Instrumente könnten künftig auf der Erde sowie bei Missionen zum Mond und zu weiter entfernten Zielen eingesetzt werden.

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