Физики КНР рекордно охладили материю в экспериментах на станции "Тяньгун"

Китайские физики достигли рекордного охлаждения материи до 9,7 пикокельвина, проводя эксперименты с экзотическим квантовым газом на орбитальной станции "Тяньгун". Это достижение открывает возможности для квантовых вычислений и поиска гравитационных волн в космосе, как сообщают ученые в статье, опубликованной в журнале Science. Об этом пишет ТАСС.

На станции "Тяньгун" была создана лаборатория для изучения квантовых газов при сверхнизких температурах, что позволило установить новый температурный рекорд и создать самый холодный в истории науки конденсат Бозе-Эйнштейна. Эта квантовая субстанция может быть использована для квантовых вычислений и высокоточных метрологических измерений.

Рекорд был установлен группой физиков под руководством профессора Чэня Сюйцзуна из Пекинского университета во время экспериментов с оптической дипольной ловушкой CAPR, установленной на "Тяньгун" в октябре 2022 года. Это устройство, состоящее из лазеров, магнитов и вакуумных камер, позволяет захватывать и охлаждать облака атомов рубидия-87, переводя их в уникальное квантовое состояние, известное как конденсат Бозе-Эйнштейна.

Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой экзотическую квантовую форму материи, состоящую из множества независимых частиц, но ведет себя как единый гигантский атом. Это делает его перспективным материалом для создания квантовых компьютеров, сенсоров и решения множества других задач. Для этого необходимо максимально снизить температуру конденсата, что продлевает его время жизни и придает новые интересные свойства.

При проведении экспериментов на Земле физики сталкивались с проблемами, связанными с земной гравитацией, из-за чего не удавалось снизить температуру ниже 350 пикокельвинов для трехмерных объектов и ниже 50 пикокельвинов для двумерных атомных структур. Это побудило ученых перенести эксперименты в космос и установить новый температурный рекорд в 9,7 пикокельвина.

Благодаря столь сильному охлаждению, облако атомов рубидия сохраняет свои квантовые свойства на протяжении семи секунд после освобождения из ловушки, что позволяет проводить сложные квантовые расчеты и измерения свойств окружающего пространства. В частности, их можно использовать для атомных интерферометров — приборов, в которых атомы ведут себя как волновые объекты, а не как отдельные частицы.

Это дает возможность наблюдать за взаимодействием таких волн и отслеживать влияние различных внешних факторов, включая гравитацию. Это позволит ученым исследовать гравитационные волны, исходящие от самых массивных объектов во Вселенной, которые недоступны для наблюдения с помощью наземных детекторов, подытожили исследователи.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX

Читайте также: