Международная группа ученых успешно произвела конденсат Бозе-Эйнштейна в космосе. В своей работе, опубликованной в журнале Nature, группа описывает создание небольшого экспериментального устройства, которое вывезли на ракете в космос, и эксперименты, которые были проведены во время его свободного падения. Конденсат Бозе-Эйнштейна — это состояние материи, в которое переходят атомы газа с очень низкой плотностью, охлажденные почти до температуры абсолютного нуля.
Ученые заинтересованы в их создании, потому что могут проверить их свойства — согласно теории, они могут выступать основой для высокочувствительных датчиков. Такие сверхчувствительные датчики можно было бы использовать для лучшего понимания физических явлений вроде гравитационных волн. Однако производство конденсатов Бозе-Эйнштейна — сложный процесс, потому что гравитация интерферирует с устройствами, мешая производству и изучению конденсата. Текущий метод включает сброс подобных устройств с башен, чтобы имитировать условия микрогравитации — но эти эксперименты длятся доли секунды. Проведение подобных экспериментов в космосе было бы гораздо более удобным вариантом из-за условий микрогравитации.
Зачем нужен конденсат Бозе-Эйнштейна?
Понимая потенциал космической платформы для проведения исследований конденсата Бозе-Эйнштейна, в прошлом мае США запустили Лабораторию холодного атома, хотя она еще не полностью функциональна. Между тем, ученые в этой новой инициативе создали крошечное устройство, способное производить БЭК и проводят с его участием множество экспериментов, запуская его на ракете и выводя в космос.
Устройство состоит из капсулы, содержащей чип, в котором находится группа атомов рубидия-87, электроника, несколько лазеров и источник энергии. Она активируется, когда ракета достигает высоты 243 км, и производит БЭК всего за 1,6 секунды. Как только БЭК произведен, 110 заранее запрограммированных экспериментов, выполняются в течение шести минут, пока ракета падает на Землю.
БЭК, произведенный командой ученых, стал первым произведенным в космосе и ознаменовал новую эпоху исследования БЭК.