Nowy rekord na chińskiej stacji kosmicznej. Sześć atomów w pułapce - WP Tech
Naukowcom na chińskiej stacji kosmicznej udało się schłodzić sześć atomów rubidu do rekordowej temperatury 9,7 pikokelwina.
Eksperyment na chińskiej stacji kosmicznej pozwolił osiągnąć niespotykaną wcześniej w laboratoriach temperaturę. Sześć atomów rubidu schłodzono do ekwiwalentu 9,7 pikokelwina. To przełomowy wynik, który otwiera nowe możliwości dla badań nad stanami kwantowymi materii.
Rekordowe osiągnięcie
Podczas eksperymentu naukowcom udało się przez siedem sekund śledzić chmurę atomów rubidu po uwolnieniu jej z pułapki laserowej. To właśnie ta szczególna długość obserwacji w warunkach mikrograwitacji umożliwiła pomiar rekordu niskiej temperatury, niedostępnej w laboratoriach naziemnych.
Wynik – 9,7 pikokelwina – to około jednej czwartej poprzedniego oficjalnego rekordu. Poprzednie najniższe temperatury uzyskano odpowiednio w wieży spadkowej (38 pikokelwinów przez 2 sekundy) oraz w Cold Atom Laboratory na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (52 pikokelwiny i 1 sekunda).
Warunki mikrograwitacji
Zastosowanie warunków mikrograwitacji pozwoliło na utworzenie i kontrolowanie kondensatu Bosego-Einsteina – stanu, w którym atomy zachowują się jak jedna fala kwantowa. Ta metoda badawcza nie tylko dała więcej czasu na śledzenie zjawisk unikatowych dla materii schłodzonej do tak niskiej temperatury, ale także umożliwiła bardziej precyzyjne pomiary.
Proces chłodzenia atomów rozpoczęto od około 20 tys. cząsteczek rubidu. Początkowa faza obejmowała chłodzenie laserowe oraz chłodzenie przez odparowanie, dzięki czemu najcieplejsze atomy zostały usunięte z układu.
Perspektywy badawcze
Dzięki szczegółowemu śledzeniu wzrostu chmury w trzech wymiarach można było wyliczyć odpowiednik temperatury układu. Naukowcy oszacowali niepewność pomiaru na poziomie od 7,0 do 12,9 pikokelwina, co potwierdza wyjątkową precyzję eksperymentu.
W przyszłości zespół planuje używać jeszcze większych pułapek umożliwiających obserwację większej liczby atomów. Możliwe jest również skonstruowanie interferometru atomowego, który pozwoli testować fundamentalne zasady fizyki – na przykład zasadę równoważności przyspieszeń różnych ciał w polu grawitacyjnym.
Powiązane
