Впервые в космос был выпущен конденсат Бозе-Эйнштейна

Международная команда исследователей впервые выпустила бозе-эйнштейновский конденсат (BEC) в космос. В своей работе, опубликованной в журнале Nature, группа ученых описывает создание небольшого экспериментального устройства, которое было перенесено на ракете в космос, и экспериментов, которые проводились во время его свободного падения.

Конденсат Бозе-Эйнштейна это состояние вещества, возникающее после того, как атомы газа с очень низкой плотностью охлаждаются до почти абсолютного нуля и связываются, образуя чрезвычайно плотное квантовое состояние. Ученые заинтересованы в том, чтобы производить их, чтобы они могли проверить их свойства. Теория предполагает, что они могут служить основой для высокочувствительных датчиков.

Такие сверхчувствительные датчики могут быть использованы для лучшего понимания физических явлений, например, таких как гравитационные волны. Однако создание конденсатов Бозе-Эйнштейна сложно, потому что гравитация мешает производсту и изучению таких устройств.

Текущий метод изучения включает в себя сбрасывание таких устройств с высоких башен, чтобы может позволить им выполнять свою работу в условиях невесомости, но эти эксперименты работают только доли секунды. Проведение таких экспериментов в космосе было бы гораздо лучшим вариантом из-за микрогравитации окружающей среды.

Понимая потенциал космической платформы для проведения исследований BEC, была создана специальная лаборатория — Cold Atom Laboratory в мае прошлого года, хотя она еще не полностью функциональна. Тем временем исследователи создали крошечное устройство, способное производить BEC и проводить на нем множество экспериментов, на борту ракеты при запуске в космос.

Устройство состояло из капсулы, в которой находился чип, содержащий группу атомов рубидия-87, электронику, несколько лазеров и источник энергии. Он был активирован, когда ракета достигла высоты 243 км, производя BEC всего за 1,6 секунды. После того, как BEC был изготовлен, 110 предварительно запрограммированных экспериментов были выполнены за шесть минут, до того, как ракета вернулась на Землю.

BEC, созданный командой ученых, был впервые выпущен в космосе и это станет началом новой эры в исследовательских усилиях по изучению BEC.

Dennis Becker et al. Space-borne Bose–Einstein condensation for precision interferometry, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0605-1