;
Наука 20 мая 2022

На МКС создали пузыри из атомов, охлажденных почти до абсолютного нуля

Далее

Исследователи НАСА создали в Лаборатории холодного атома, установленной на МКС, ультрахолодные полые пузыри. Открытие, описанное в журнале Nature, поможет изучить пятое состояние вещества — конденсат Бозе-Эйнштейна.

В своей работе исследователи использовали атомы, охлажденные до миллионной доли градуса выше абсолютного нуля, и сформировали из них очень тонкие полые сферы. Авторы исследования рассказывают, что скопление атомов газа, похожее на яичный желток, в процессе эксперимента формирует структуру, похожую на полую яичную скорлупу.   

В НАСА говорят, что проведение эксперимента не требует помощи космонавтов. Ультрахолодные пузыри создаются внутри герметичной вакуумной камеры с помощью магнитных полей, которые мягко управляют атомами газа, придавая ему различные формы. При этом установка размером с мини-холодильник управляется удаленно из Лаборатории реактивного движения НАСА на Земле.

Самые большие пузырьки имеют диаметр около 1 мм и толщину 0,001 мм. Они настолько тонкие и разреженные, что состоят всего из тысяч атомов. Для сравнения, кубический миллиметр воздуха на Земле содержит около миллиарда триллионов молекул. 

Исследователи отмечают, что придать атомам газа сферическую форму на Земле не удается: под действием гравитации они концентрируются в одном направлении, формируя структуру, похожую на контактную линзу, а не на пузырь. Такие структуры можно создать только в условиях микрогравитации МКС.

Ученые планируют на следующем этапе перевести ультрахолодный газ, из которого они состоят в агрегатное состояние конденсата Бозе-Эйнштейна. Это позволит лучше исследовать квантовые свойства вещества и особенности пятого агрегатного состояния.

Некоторые теоретические работы предполагают, что, если мы будем работать с одним из этих пузырей, который находится в состоянии конденсата Бозе-Эйнштейна, мы сможем формировать вихри — в основном, маленькие водовороты — в квантовом материале. Это один из примеров физической конфигурации, которая поможет нам лучше понять свойства конденсата Бозе-Эйнштейна и природу квантовой материи.

Натан Лундблад, профессор физики из Бэйтского колледжа и главный автор исследования

Изображение обложки: NASA/JPL-Caltech


Читать далее

«Вояджер-1» отправляет странные данные. В НАСА не понимают, в чем дело

«Пятая сила» создает во Вселенной невидимые «стены». Главное о новой теории физиков

Как темная материя «общается» с той, из которой мы состоим. Главное о новом исследовании