На борту китайской орбитальной станции «Тяньгун» физики провели эксперимент с ультрахолодными атомами. Им удалось охладить материю до 7–12,9 пикокельвина, то есть до температуры, почти в четыре раза ниже установленного на Земле рекорда 2021 года. Как сообщает «МК», результаты исследования опубликованы в журнале Science.
В опыте участвовали около 20 тысяч атомов рубидия. Учёные добились их расширения при энергии, соответствующей температуре примерно на 9,7 триллионной доли градуса выше абсолютного нуля. Орбитальная невесомость позволила уменьшить влияние гравитации и дольше сохранять сверххолодное состояние вещества.
При достижении таких температур атомы переходят в особое квантовое состояние. Они начинают вести себя как единая волна материи, которую называют конденсатом Бозе — Эйнштейна. Изучение подобных состояний на протяжении десятилетий способствует развитию современной физики.
На Земле для удержания атомов применяли магнитные ловушки, однако они могли изменять свойства частиц. Позднее исследователи начали использовать высокие башни свободного падения, но земная гравитация ограничивала продолжительность опытов долями секунды. На станции «Тяньгун» учёные задействовали пересекающиеся лазерные лучи и создали оптическую ловушку, которая не искажала магнитные характеристики атомов.
В условиях микрогравитации физики наблюдали за конденсатом непрерывно в течение семи секунд. Продолжительное наблюдение позволило проследить за расширением облака сверххолодных атомов. Разработанный подход может применяться для более точной проверки общей теории относительности и моделирования необычных квантовых состояний.