Новий рубіж фізики
На борту китайської космічної станції Тяньгун було досягнуто значного наукового успіху: вчені охолодили атоми рубідію до рекордно низької еквівалентної температури 9,7 пікокельвіна. Це є найнижчою температурою, яка коли-небудь була досягнута в космосі, що відкриває нові можливості для квантових досліджень та точних вимірювань.
Методи охолодження
В експерименті використовували лазерне та випаровувальне охолодження, а також оптичні дипольні пастки для утримання близько 20 тисяч атомів рубідію. Атомна хмара могла вільно розширюватися протягом 7 секунд завдяки мікрогравітації на орбіті. Це дозволяє уникнути деформацій, які зазвичай виникають під впливом гравітації на Землі, а також обмежень, накладених магнітною левітацією на внутрішній стан атомних хмар.
Попередні рекорди еквівалентної температури були зафіксовані на рівні 38 пікокельвін у наземних лабораторіях і 52 пікокельвін на Міжнародній космічній станції. Еквівалентна температура характеризує тепловий рух частинок у системі, а досягнення такої низької температури в космосі відкриває нові перспективи для дослідження конденсату Бозе-Ейнштейна — особливого стану матерії, в якому частинки поводяться як єдина квантова хвиля.
Результати експерименту опубліковані в журналі Science, що підтверджує важливість цього досягнення для подальших досліджень у галузі квантової фізики. Це відкриття може суттєво вплинути на розвиток технологій, що базуються на квантових принципах.
Отримання надхолодної хмари атомів в умовах космосу не лише встановлює нові наукові стандарти, а й підкреслює потенціал китайських досліджень у галузі квантової фізики. Це досягнення може стати основою для розробки нових технологій у сферах, таких як:
- квантова обчислювальна техніка
- прецизійні вимірювання
Ці сфери відіграють важливу роль у наукових та промислових застосуваннях.