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科学家创造出第五种物质形态:玻色·爱因斯坦凝聚态_0

来源:http://www.ylptc.com编辑:普通网-关注IT业界资讯 人气: 发布时间:2019-07-07
摘要:北京时间11月7日消息,据外洋媒体报道,2017年1月23日,瑞典基律纳上方256公里处,一枚小小的薄片成为了宇宙中最冷的所在,并连续了几分钟。这枚薄片很小,约为一枚邮票那么大,上面精密漫衍着成千上万个铷-87原子。科学家先是用一枚12米长的无人火
北京时间11月7日消息,据外洋媒体报道,2017年1月23日,瑞典基律纳上方256公里处,一枚小小的薄片成为了宇宙中最冷的所在,并连续了几分钟。这枚薄片很小,约为一枚邮票那么大,上面精密漫衍着成千上万个铷-87原子。科学家先是用一枚12米长的无人火箭将这枚薄片送入太空,然后用激光举行轰击,直到薄片中的原子被冷却至零下273.15摄氏度,仅比宇宙中可能到达的最低温——绝对零度高一丁点儿。
在接下来的6分钟里,科学家获得了一个难过的时机,深入了研究这种宇宙中最奇异、最生疏的物质状态——玻色·爱因斯坦凝聚态。这也是科学家首次在太空中缔造出这种物态。
差别于其它物态(固体、液体、气体和等离子体),玻色-爱因斯坦凝聚态只有将气态原子云被冷却至极靠近绝对零度时才气形成,与绝对零度仅相差几十亿分之一摄氏度。当一群原子被冷却至云云低温时,便不再见以单个原子的形式运动,而是会聚合成一个庞大的“超级原子”。成千上万个原子突然变得不行区分,根据统一的波长一同缓慢振动。从理论上来说,周围哪怕泛起再细微的引力滋扰,都可以被这种物质探测到。
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这种超敏感性或将使玻色-爱因斯坦凝聚态成为探测引力波的有力工具。但问题是,若是在地球上研究这种物质,它们很快就会掉落到容器底部、并随之支离破碎,留给科学家的只有短短数秒。
研究职员有时会增添容器高度,试图多争取几秒研究时间。但这种要领并不适合恒久研究。因此在低重力或失重条件下研究玻色-爱因斯坦凝聚态可以大大提高研究效率。(出于这一目的,NASA最近在国际空间站上设立了“冷原子实验室”。)
再说回火箭和超低温薄片的问题。上文提到的这枚充满原子的薄片是“微重力物质波干预干与丈量实验”(MAIUS 1)的一部门,于去年1月发射。地面上的科学家知道,一旦原子进入冷冻状态,他们只有名贵的几分钟时间。使用火箭上搭设的实验室,该研究团队在这枚薄片上快速开展了110次实验,希望能更好地明白引力对原子捕捉和冷却的影响,以及玻色-爱因斯坦凝聚物在自由落体历程中的体现。
此次研究效果于今年10月17日揭晓在《自然》期刊上。其中一项发现是,切分和重组玻色-爱因斯坦凝聚态可以成为探测引力波的要害工具。在其中一项实验中,该团队用一道激光将这团“凝聚云”切成了两半,然后视察它们重新联合的历程。由于这两半凝聚云拥有相同的量子态,且以一连波的形式运动,若重组后的两半凝聚云发生任何转变,都说明有某种外界影响改变了其量子态。而研究职员表现,引力波便可能是此类影响之一。
好消息是,未来无论是在地球上、照旧在太空中,科学家都将开展更多的玻色-爱因斯坦凝聚态研究。就现在而言,MAIUS 1使命的研究职员们主要有两项使命:耐心等候,吃饱穿暖。
标签:研究(8)

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