В космосе впервые получили квантовый конденсат

Физики смогли в условиях невесомости изучить конденсат Бозе — Эйнштейна — особую квантовую фазу материи, которая существует лишь при температурах, близких к абсолютному нулю. Необходимые условия поддерживались в течение шести минут, что позволило авторам провести более ста экспериментов. Результаты изложены в журнале Nature.

В школьной физике обычно говорят о четырех агрегатных состояниях вещества: твердом, жидком, газообразном и плазме. Однако существует еще несколько специфических фаз, свойства которых определяются законами квантовой механики. Одна из них — это конденсат Бозе — Эйнштейна, который характеризуется тем, что образующие его частицы находятся в одном квантовом состоянии и проявляют единую динамику. Это понятие необходимо, чтобы объяснить такие явления, как сверхтекучесть и сверхпроводимость.

Ученые могут получать разреженные конденсаты Бозе — Эйнштейна из атомов, охлаждая их лазерами до миллиардных долей градуса. Физики давно хотели провести подобный эксперимент в космических условиях, так как невесомость позволяет проводить недоступные на Земле измерения. Для таких опытов конденсат нужно выпустить из ловушки, созданной лазерами и электромагнитными полями. На Земле он после этого быстро опускается на дно вакуумной камеры, однако в невесомости продолжает оставаться на месте. Благодаря этому, в частности, можно попробовать надувать из него пузыри, что помогает разобраться в природе его квантовых свойств.

23 января 2017 года из Швеции была запущена небольшая ракета, поднявшаяся до высоты в 243 километра, и желание физиков исполнилось. В ней находилась автоматическая установка с пойманными в ловушку атомами рубидия. Полет позволил физикам из Германии провести в условиях невесомости 110 экспериментов. Так они опередили американских коллег, которые в мае 2018 года отправили на МКС полностью автономную установку для исследования конденсата Бозе — Эйнштейна и пока не отчитались о результатах.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.