Благодаря микрогравитации возможно было сохранить необычное состояние вещества на длительный период времени.
Конденсат Бозе — Эйнштейна — уникальное агрегатное состояние вещества, возникающее при крайне низких температурах. Его составляют бозоны — частицы, способные занимать одно и то же квантовое состояние. Все атомы в этом состоянии ведут себя как единый квантовый объект с общим волновым описанием.
Конденсат Бозе — Эйнштейна привлекает физиков возможностью наблюдать квантовые эффекты на макроскопическом уровне. Ученые предполагают, что изучение этого пятого агрегатного состояния поможет объяснить природу темной энергии, гипотетической формы энергии, которая отвечает за ускоренное расширение Вселенной.
Изучение бозе-конденсатов на Земле — сложное дело из-за температуры окружающего мира и действия гравитации, которые мешают удерживать материю в нужном состоянии. Космос подходит для этой задачи лучше. опубликовала в журнале NatureИсследование бозе-конденсата на орбите Земли.
В наземных лабораториях материя пребывает в состоянии конденсата Бозе — Эйнштейна лишь на несколько миллисекунд. На Международной космической станции это агрегатное состояние может сохраняться до нескольких секунд, что даёт физикам беспрецедентные возможности для изучения его свойств. При этом температура снизилась практически до абсолютного нуля.
Исследователи под руководством Роберта Томпсона из Калифорнийского технологического института в Пасадене создали бозе-конденсат на автономной установке EXPRESS, доставленной на МКС в 2018 году. Для получения конденсата использовался рубидий.
Атомное облако включало около 49 тысяч атомов, четверть из которых представлял собой конденсат. Это в три раза больше, чем физики получали с помощью EXPRESS в земных экспериментах. Измерение ширины сконденсировавшегося облака дало возможность оценить температуру конденсата при захвате как 17 нанокельвинов.
Ученые зафиксировали группу атомов в немагнитном состоянии в конденсате. На Земле такие атомы при образовании бозе-конденсата из рубидия не появляются, а на МКС их можно обнаружить из-за отсутствия гравитации.
Авторы считают, что полученные результаты демонстрируют преимущества изучения бозе-эйнштейновского конденсата в условиях постоянной невесомости. В скором времени ученые планируют получить при помощи установки EXPRESS необычные комбинации атомов в конденсате и исследовать его применимость для создания атомных сферических лазеров.
Ранее мы писали о том, как поведение нейтрино указалоВозможное решение проблемы дефицита антиматерии во Вселенной изучают в ходе сверхточных экспериментов. оценитьНа расстояниях меньше 50 микрон не обнаружили гравитации и следы свернутых измерений Вселенной.