Физики из Аэрокосмического центра Германии (DLR) рассказали об успешном запуске эксперимента MAIUS 1 в космос, в рамках которого ученые впервые в истории планеты получили искусственный атом – конденсат Бозе-Эйнштейна – в условиях невесомости, сообщает пресс-служба DLR.
"Конденсат Бозе-Эйнштейна образуется, если охладить газ до почти абсолютного нуля. Мы рады тому, что нам удалось показать, что MAIUS 1 смог выработать его в космосе. За шесть минут, когда зонд находится в невесомости, мы смогли провести около 100 экспериментов, посвященных исследованию волновых свойств материи",
— заявил Райнер Форке (Reiner Forke), участник проекта из DLR.
Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой необычную по своим свойствам форму материи, похожую на газ и жидкость, которая ведет себя как один атом и обладает типичными "атомными" свойствами. Это, как рассказывают ученые, позволяет легко манипулировать свойствами подобных искусственных "атомов" и использовать их в качестве кубитов, ячеек квантовых компьютеров, и прототипа сверхпроводниковых структур.
Физиков давно интересовало, как подобные коллективные "атомы" ведут себя в космосе, однако проверка их идей была затруднена тем, что установка, способная охладить атомы щелочных металлов для их превращения в конденсат Бозе-Эйнштейна, занимала несколько зданий. Немецкие инженеры решили эту проблему, создав миниатюрную ловушку-чип для атомов MAIUS 1 и отправив ее в космос на борту геодезической ракеты с космодрома Эсрейндж в Швеции.
В этом чипе присутствует два типа охлаждающих устройств – лазеры, подавляющие вибрации атомов и заставляющие их охлаждаться, и магнитная ловушка, отбрасывающая самые "горячие" атомы и оставляющая внутри себя только самые холодные и неподвижные частицы. Результаты опытов, проведенных в невесомости, помогут физикам и инженерам миниатюризировать другие квантовые приборы и научиться интегрировать их в спутники.
В рамках двух последующих миссий MAIUS, запуск которых намечен на 2018 и 2019 года, немецкие ученые планируют не только продолжить изучение свойств конденсата Бозе-Эйнштейна, но и попытаются проверить теорию относительности Эйнштейна, в частности, так называемый принцип эквивалентности, сравнивая скорости падения двух искусственных атомов, собранных из атомов рубидия и калия.
Помимо DLR, схожий проект планирует осуществить в этом году НАСА – в июне на МКС будет отправлен инструмент CAL, в котором так же будет формироваться конденсат Бозе-Эйнштейна.