何十年もの間、実験者はレーザー光と電磁場を使用して、ガスのパフを絶対零度の 10 億分の 1 度以内に冷却してきました。このような極寒の温度では、何か奇妙なことが起こる可能性があります。原子が密集して単一の巨視的な量子波になり、ボース・アインシュタイン凝縮 (BEC) と呼ばれる奇妙な物質状態を形成する可能性があります。現在、ドイツの物理学者チームが宇宙で BEC を作成しました。
宇宙での作業には、地上の実験室よりも大きな利点が 1 つあります。それは、重力がないことです。調査するには、BEC を光と電磁場のトラップから解放する必要があり、数分の 1 秒以内に、実験を収容する真空チャンバーの床に落下します。しかし、宇宙の無重力状態では、トラップから解放された BEC はそこに浮いている必要があり、研究者は、BEC の泡を作ってその量子的性質を調べるなど、地上ではできない実験を試みることができます。
宇宙で BEC を作成するために、研究者は、ルビジウム原子がチップ上にトラップされる特別な自動リグを設計しました。このリグは、2017 年 1 月 23 日にスウェーデン北部から打ち上げられた小型ロケット (上) で飛行し、高度 243 キロメートルまでズームしました。 Nature でチームが本日報告したように、飛行が提供した 6 分間の無重力状態の間に、研究者は BEC を達成し、それに対して 100 以上の測定を実行しました。 .
ドイツのチームは、宇宙での最初の BEC をめぐる競争で、米国の競合他社を打ち負かしました。 5 月、米国の物理学者は、NASA の完全に自動化されたコールド アトム研究所を国際宇宙ステーションに打ち上げました。そこでは、基本的に無期限に BEC を研究できます。 7 月、研究者は宇宙で BEC を達成したと発表しました。すべてが計画通りに進めば、それはより複雑で刺激的な結果への第一歩にすぎません。
