众所周知的物质形式有固体、液体和气体。1879年，科学家发现了带负电的电子和带正电的离子共存的等离子体状态。1924年，爱因斯坦预言，当大量原子冷却到接近绝对零度时，会出现一种奇怪的新状态。
这第五种物质形式，玻色-爱因斯坦凝聚体，自1995年由美国科学家成功制备以来，一直是研究量子力学的重要实验室工具。
6月11日，根据发表在《自然》杂志上的一篇论文，加州理工学院的一个团队成功地将玻色-爱因斯坦凝聚体转移到了国际空站。空台的微重力环境使这种奇异状态的奇异性得到了更充分的展示。
为什么奇怪？从量子力学的角度来看，每一个单粒子都具有波粒二象性，可以用物质波来描述。当一团原子冷却到超低温时，它们都陷入最低能态，作为一个整体共享同一物质波。
它既是一团原子，又是“超级原子”；既有宏观也有微观。
这种原子云跨越了以量子力学为主导的微观世界和以经典物理为主导的宏观世界，为科学家深入了解物理的基本性质提供了桥梁。但是，如果要在表面实验室精确测量这种宏观量子态，就会受到重力的干扰。
本来玻色-爱因斯坦凝聚的制备需要一个磁场作为陷阱来俘获这些原子，然后把能量最高的原子，也就是最热的原子驱逐出去，让较冷的原子在较低的温度下保持平衡。通过重复上述过程，形成大量冷原子。
然而，为了测量和实验它们，我们必须首先将它们从陷阱中释放出来。原子被释放后，必然会相互排斥。其结果是原子云会膨胀，玻色-爱因斯坦凝聚在极端时间内被大大稀释。
所以，关键的一点是要尽快让原子团脱离陷阱。
jpl的项目科学家罗伯特·汤普森和他的同事们发现，如果在微重力条件下制备玻色-爱因斯坦凝聚体，陷阱可以比地面实验室制造的陷阱更浅，更容易取出，还可以制备气泡形状的特殊陷阱。
地表的深陷阱、浅陷阱和气泡陷阱(上排)和太空(下排)。
因此，通过改进设备的尺寸、重量、能效和可靠性，他们把一台“超级冰箱”——冷原子实验室送到了空国际空间站。
在这个人造的宇宙中最冷的哮天，研究人员准备了玻色-爱因斯坦凝聚体。陷阱关闭后，原子团圈起来，可以测量一秒以上，而表面实验室的玻色-爱因斯坦凝聚一般只持续几十毫秒。这大大提高了测量的准确性。
此外，在微重力条件下，原子能被弱力俘获，可能会达到较低的温度，此时奇异的量子效应会越来越明显。
这些初步实验表明，台空制冷机将有助于未来超冷原子气体的研究。在空台成功地制备了玻色-爱因斯坦凝聚，这为研究量子气体和原子干涉创造了新的机会，并为将来更宏伟的任务铺平了道路德国莱布尼茨大学的迈克·拉赫曼在《自然》杂志同时发表的“新闻和观点文章”中评论道。比如相关技术的发展可以用来检验自由落体和暗能量理论的普适性。(本文来自《The Paper》，更多原创信息请下载《The Paper》app)新闻推荐
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