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英國《自然》雜誌10月17日發表一項物理學重磅研究:科學家們在太空中首次創造了“物質的第五態”——玻色—愛因斯坦凝聚(BEC)。基於玻色—愛因斯坦凝聚實驗得到的見解,將會促進天基引力波探測器的發展。
玻色—愛(ai)因(yin)斯(si)坦(tan)凝(ning)聚(ju)可(ke)看(kan)作(zuo)是(shi)低(di)密(mi)度(du)原(yuan)子(zi)氣(qi)體(ti)冷(leng)卻(que)到(dao)接(jie)近(jin)絕(jue)對(dui)零(ling)度(du)並(bing)且(qie)坍(tan)縮(suo)成(cheng)非(fei)常(chang)致(zhi)密(mi)的(de)量(liang)子(zi)態(tai)時(shi)形(xing)成(cheng)的(de)物(wu)質(zhi)狀(zhuang)態(tai)。該(gai)狀(zhuang)態(tai)的(de)特(te)性(xing)使(shi)其(qi)成(cheng)為(wei)感(gan)應(ying)極(ji)小(xiao)的(de)慣(guan)性(xing)力(li)的(de)理(li)想(xiang)選(xuan)擇(ze),而(er)且(qie)它(ta)們(men)可(ke)用(yong)於(yu)測(ce)量(liang)重(zhong)力(li)加(jia)速(su)度(du)——保持原子做自由落體運動可以增加這些測量的靈敏度。研究玻色—愛因斯坦凝聚等量子係統,非常有助於增加我們對引力波、廣義相對論和量子力學的理解。
此次,德國漢諾威大學研究人員麥可·盧克曼、厄恩斯特·雷塞爾及其同事,在探測火箭任務MAIUS-1(微重力下的物質波幹涉測量)上創造了人類第一個自由落體天基玻色—愛因斯坦凝聚。
其與地基玻色—愛因斯坦凝聚相當,在1.6秒內產生約10萬個原子,而且研究團隊在6分鍾的太空飛行中,能夠進行80多次實驗。科學家表示,這些實驗有助於增加人類對於在太空進行冷原子實驗的理解,並且有望為量子氣體實驗開辟一個新時代。
早在1925年愛因斯坦就預言,在極低的溫度下,服從玻色—愛因斯坦統計的原子可能會發生轉變——suiwendubuduanbijinjueduilingdu,yuelaiyueduodeyuanzihuijujiyuzuididenengliangzhuangtaishang,zhidaojihusuoyoudeyuanzidouchuyuzheyigenengliangzhuangtaishang,zhengtichengxianyigeliangzizhuangtai,suoyoudeyuanzisihudoubianchengletongyigeyuanzi,buzaifenniwota。zhezhongzhuangtaihoulaibeimingmingweibose—愛因斯坦凝聚,也被稱為是與氣態、液態、固態、等離子態並列的“物質的第五態”。

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