美国首次在太空中产生玻色-爱因斯坦凝聚体

美国首次在太空中产生玻色 - 爱因斯坦凝聚体

由美国领导的一个国际研究团队首次成功地在太空中生产了玻色 - 爱因斯坦凝聚体（BEC）。 在他们发表在《自然》杂志上的论文中显示，该小组创建一个小型实验装置，该装置是通过火箭进入太空并在其自由落体期间进行的实验。

玻色 - 爱因斯坦凝聚物是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气态的、超流性的物质状态（物态）。理论认为它们可以作为高灵敏度传感器的基础。 这种超灵敏传感器可用于更好地理解物理现象，如引力波。虽然玻色-爱因斯坦凝聚很难理解也很难制作，但它们也有许多非常有趣的特性。比如它们可以有异常高的光学密度差。一般来说凝聚的折射系数是非常小的因为它的密度比平常的固体要小得多。但使用激光可以改变玻色-爱因斯坦凝聚的原子状态，使它对一定的频率的系数骤增。这样光速在凝聚内的速度就会骤降，甚至降到数米每秒。自转的玻色-爱因斯坦凝聚可以作为黑洞的模型，入射的光不会逃离。凝聚也可以用来“冻结”光，这样被“冻结”的光在凝聚分解时又会被释放出来。

然而，产生玻色 - 爱因斯坦凝聚物是棘手的，因为重力会干扰用于生产和研究它们的装置。 由于微重力环境，在太空中进行这些实验将是更好的选择。

意识到进行BEC研究的天基平台的潜力，美国去年5月推出了冷原子实验室，但尚未完全发挥作用。 在此期间，研究人员利用这项新的努力创造了一种能够产生BEC并在其上进行大量实验的微型装置，并将其放入火箭并发射到太空。

该装置由一个胶囊组成，胶囊中含有一组铷-87原子，电子器件，一些激光器和一个电源。 一旦火箭达到243公里的高度就会被激活，仅在1.6秒内产生一个BEC。 生产BEC后，在火箭落回地球的六分钟内进行了110次预编程实验。

该团队制作的BEC是有史以来第一次在太空生产，标志着BEC研究工作新时代的开始。