Китайские физики рекордно охладили материю на станции "Тяньгун"

Китайские физики впервые достигли рекордно низкой температуры в 9,7 пикокельвина, проводя эксперименты с экзотическим квантовым газом на борту орбитальной станции "Тяньгун". Этот прорыв открывает новые возможности для квантовых вычислений и поиска гравитационных волн в космосе, как сообщают ученые в статье, опубликованной в журнале Science. Об этом пишет сайт ТАСС.

На станции "Тяньгун" была создана лаборатория для изучения квантовых газов, охлажденных до сверхнизких температур. Ученые установили новый температурный рекорд и создали 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 станции "Тяньгун" в октябре 2022 года. Лазеры, магниты и вакуумные камеры в ловушке позволяют захватывать и охлаждать облака атомов рубидия-87, переводя их в состояние конденсата Бозе-Эйнштейна.

Конденсат Бозе-Эйнштейна представляет собой экзотическую квантовую форму материи, состоящую из множества независимых частиц, которые ведут себя как один гигантский атом. Это делает его перспективным для создания квантовых компьютеров и сенсоров. Для достижения этого необходимо охладить конденсат до максимально низкой температуры, что увеличивает его время жизни и придает новые свойства.

На Земле физики сталкивались с трудностями в охлаждении материи из-за земной гравитации, что не позволяло снизить температуру ниже 350 пикокельвинов для трехмерных объектов и ниже 50 пикокельвинов для двумерных структур. Это побудило ученых перенести эксперименты в космос, где был установлен новый рекорд в 9,7 пикокельвина.

Сильное охлаждение позволяет облаку атомов рубидия сохранять квантовые свойства на протяжении семи секунд после освобождения из ловушки, что открывает возможности для сложных квантовых расчетов и измерений свойств окружающего пространства. Атомы могут использоваться в атомных интерферометрах, где они ведут себя как волновые объекты, что позволяет наблюдать их взаимодействие и влияние внешних факторов, включая гравитацию. Это поможет отслеживать гравитационные волны от массивных объектов Вселенной, недоступные для наблюдения с Земли, подытожили исследователи.