Впервые такое достигается в космосе в условиях микрогравитации.
Эксперимент на Международной космической станции ( МКС ), проведенный учеными из Космического агентства США (НАСА), создал экзотическое квантовое «пятое состояние вещества», переохлажденный газовый конденсат Бозе-Эйнштейна. Это научно-техническое достижение, поскольку впервые в космосе в условиях микрогравитации достигается нечто подобное, что позволяет изучать материю в более благоприятных условиях, чем на Земле.
Эксперимент проводился в одном из самых холодных мест во вселенной на устройстве размером с чемодан(Cold Atom Laboratory-CAL), запущенная на DSS в 2018 году. Эта мини-лаборатория охлаждает атомы рубидия в вакуумной камере, используя лазерный свет для замедления их движения. Затем магнитные поля удерживают и «захватывают» плотное облако атомов, температура которого близка к абсолютному нулю (минус 273 градуса по Цельсию), что приводит к образованию конденсата Бозе-Эйнштейна.
Эти концентраты были теоретически предложены как пятое состояние материи (после твердых тел, жидкостей, газов и плазмы) в начале 1920-х годов Альбертом Эйнштейном и индусом Сатиендрой Нат Боуисом, от которого они взяли свое имя. , На практике они впервые наблюдались 25 лет назад.
Очень холодное облако перестает вести себя как отдельные атомы и частицы, а скорее как единое целое с квантовыми свойствами, где каждая частица также функционирует как волна. Весь концентрат теперь можно рассматривать как одну волну материи. Некоторые ученые считают, что эти концентраты могут обеспечить жизненно важные подсказки для загадок в физике, таких как темная энергия.
Это «экзотическое» состояние материи было создано многими учеными в различных экспериментах с 1995 года на Земле, где из-за гравитации конденсат может быть создан только за доли секунды. Напротив, как показал эксперимент в DSS, в космосе - с гораздо меньшей гравитацией - пятое состояние вещества остается постоянным в течение нескольких секунд, поэтому его можно лучше изучить. Продолжается эксперимент CAL в настоящее время проводится дистанционно под руководством Роберта Томпсона из Лаборатории реактивного движения (JPL) Калифорнийского технологического института (Caltech) и американского космического агентства (NASA), и его первые результаты были опубликованы в Nature.
В будущем исследователи надеются использовать эксперимент для мониторинга столкновения атомов на квантовом уровне, а также для определения того, влияют ли возможные пространственно-временные «морщины», вызванные гравитационными волнами, на движение атомов. Также будет рассмотрен вопрос о том, нарушает ли микрогравитация принцип эквивалентности Эйнштейна, согласно которому все массы в гравитационном поле ускоряются одинаково.