Пятое агрегатное состояние вещества впервые наблюдали в космосе — Naked Science
6 минут
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.
9 часов назад
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-воздушные силы США представили очередное видение того, каким может быть перспективный истребитель шестого поколения, создаваемый по программе Next Generation Air Dominance.

Позавчера, 10:28
5 минут
Ольга Иванова

Ученые из Австралии узнали, на протяжении какого периода времени сохраняется эффект эйфории после употребления марихуаны. Это необходимо, например, для более эффективного применения лекарств на основе каннабиса или понимания того, сколько времени необходимо, чтобы сесть за руль.

Позавчера, 16:23
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, строительству российской орбитальной станции дали зеленый свет. Практическая реализация программы должна начаться вскоре.

Позавчера, 10:28
5 минут
Ольга Иванова

Ученые из Австралии узнали, на протяжении какого периода времени сохраняется эффект эйфории после употребления марихуаны. Это необходимо, например, для более эффективного применения лекарств на основе каннабиса или понимания того, сколько времени необходимо, чтобы сесть за руль.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 16:23
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, строительству российской орбитальной станции дали зеленый свет. Практическая реализация программы должна начаться вскоре.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: