Пятое агрегатное состояние вещества впервые наблюдали в космосе
Микрогравитация позволила удерживать необычное состояние материи рекордно долгое время.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии