11.06.2020
Денис Гордеев

Пятое агрегатное состояние вещества впервые наблюдали в космосе

5.7

Микрогравитация позволила удерживать необычное состояние материи рекордно долгое время.

МКС
Эксперименты проводились на Международной космической станции / NASA

Конденсат Бозе — Эйнштейна — особое агрегатное состояние вещества, проявляющееся при сверхнизких температурах. Его основу составляют бозоны — частицы, множество которых может иметь одинаковое квантовое состояние. Все атомы при этом ведут себя как единый квантовый объект с общей волновой функцией.

Для физиков конденсат Бозе — Эйнштейна интересен в первую очередь тем, что позволяет наблюдать квантовые эффекты на макроскопическом уровне. Ученые полагают, что понимание этого пятого агрегатного состояния позволит объяснить тайну темной энергии — гипотетической формы энергии, ответственной за расширение Вселенной с ускорением.

Исследовать бозе-конденсаты на Земле — задача чрезвычайно трудная, так как удержать материю в нужном состоянии мешают температура окружающей среды и гравитация. Космос — гораздо лучшее место для этого. Сегодня команда ученых опубликовала в журнале Nature статью о наблюдениях бозе-конденсата на Международной космической станции.

В земных лабораториях материя пребывает в состоянии конденсата Бозе — Эйнштейна считаные миллисекунды. На борту МКС такое агрегатное состояние может сохраняться до нескольких секунд, что дает физикам беспрецедентные возможности для изучения его свойств. При этом эффективная температура опустилась практически до абсолютного нуля.

Группа исследователей под руководством Роберта Томпсона из Калифорнийского технологического института в Пасадене получила бозе-конденсат на автономной установке EXPRESS, которая была доставлена на МКС еще в 2018 году. Материалом для получения конденсата послужил рубидий.

Атомное облако cодержало порядка 49 тысяч атомов, примерно четверть из них составлял собственно конденсат. Это в три раза больше, чем физикам удавалось получить при помощи EXPRESS в экспериментах, проведенных на Земле. Измерение ширины сконденсировавшегося облака позволило оценить, что температура конденсата в захваченном состоянии составила 17 нанокельвинов.

Также ученым удалось наблюдать в конденсате группу атомов в немагнитном состоянии. В земных условиях такие атомы при получении бозе-конденсата из рубидия не образуются, а на МКС их можно обнаружить благодаря отсутствию гравитации.

Авторы работы уверены, что их результаты показывают преимущества изучения бозе-эйнштейновского конденсата в условиях постоянной невесомости. В ближайшем будущем ученые хотят получить при помощи установки EXPRESS необычные комбинации атомов в конденсате, а также исследовать его применимость для создания атомных сферических лазеров.

Ранее мы писали о том, как поведение нейтрино указало на возможное решение проблемы дефицита антиматерии во Вселенной, а сверхточные эксперименты позволили оценить гравитацию на дистанциях менее 50 микрометров и не обнаружили никаких следов свернутых измерений Вселенной.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 09:29
ФизТех

Переключения магнетиков между спиновыми состояниями могут передавать логический сигнал, и этим процессом можно заменить перенос электронов в современных процессорах. Ученым из МФТИ и их коллегам из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова и Испании впервые удалось зарегистрировать специфический переход соединения железа между состояниями. Это поможет разработать процессоры и устройства памяти с большим отношением производительности к количеству потребляемой энергии.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

18 ноября
Ольга Иванова

Группа исследователей из Китая и США выявила дополнительный фактор, который мог способствовать самому крупному вымиранию на планете.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: