Un equipo de científicos de Alemania logró crear un condensado de Bose-Einstein por primera vez en el espacio a bordo de un cohete de investigación. El 23 de enero de 2017 a las 3:30 a.m., hora de Europa Central, se lanzó la misión MAIUS-1al espacio desde el Centro Espacial Esrange en Suecia. Después de un análisis detallado, los resultados han sido publicados recientemente en la revista Naturaleza . El condensado de Bose-Einstein, un gas ultrafrío, puede usarse como punto de partida para realizar mediciones importantes en gravedad cero. Durante el vuelo de cohete de aproximadamente 15 minutos, los científicos lograron realizar aproximadamente 100 experimentos con respecto a la generacióny caracterización del condensado de Bose-Einstein y su idoneidad como base para la interferometría de alta precisión.
Los gases cuánticos ultrafríos se emplean como fuente para una variedad de experimentos tecnológicos cuánticos. Los científicos pueden usarlos para medir el campo gravitacional de la Tierra, detectar ondas gravitacionales y probar el principio de equivalencia de Einstein con alta precisión. Como estos experimentos suelen tener una precisión limitadapor cuánto tiempo se pueden observar los átomos ultrafríos, realizarlos en el espacio promete aumentar significativamente su sensibilidad, porque los tiempos de observación ya no están limitados por la aceleración gravitacional en la Tierra.
Dirigido por la Universidad de Leibniz Hannover, un equipo de científicos de once universidades e instituciones de investigación alemanas, entre ellas un grupo dirigido por el profesor Patrick Windpassinger del Instituto de Física de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGU, desarrolló y construyó la carga científica dela misión MAIUS-1 y los datos recopilados durante su vuelo ". El éxito de la misión MAIUS no solo prueba que el sistema láser que desarrollamos es altamente confiable en entornos extremos alejados del laboratorio. También demuestra que las tecnologías cuánticas como las que se llevan a cabo en las iniciativasdirigido por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania BMBF y en el programa insignia cuántica de la UE ya han alcanzado un nivel muy alto de madurez tecnológica ", dijo Windpassinger, al comentar sobre la misión.
Los experimentos emplean láseres y campos magnéticos para capturar un gas atómico, que está compuesto de átomos de rubidio en este caso, y enfriarlo a temperaturas dentro de unas pocas billonésimas de grado por encima del cero absoluto. Como resultado, los científicos pueden observar elcondensar durante varios cientos de milisegundos y usarlo para tomar medidas. El cero absoluto es de alrededor menos 273,15 grados Celsius.
la generación de átomos ultrafríos se puede reproducir de manera confiable
En su artículo publicado en Naturaleza , los científicos demuestran que su técnica para generar y transportar átomos ultrafríos es altamente reproducible. En particular, los movimientos de los átomos en la trampa magnética, generados por un llamado chip atómico, coincidían con las predicciones. Ser capaz de transportarlosde esta manera permitiría su utilización en esquemas de enfriamiento más avanzados.
"Esto debería permitirnos alcanzar temperaturas aún más bajas, hasta unas pocas billonésimas de grado por encima del cero absoluto o incluso más bajas, en futuras misiones", señaló el Dr. André Wenzlawski, miembro del grupo Windpassinger.temperaturas extremadamente frías, la velocidad de los átomos se reduce drásticamente. Por lo tanto, se espera que en futuras misiones sean observables durante varios segundos, lo que abre la posibilidad de mediciones de precisión con precisiones imposibles en la Tierra.
El equipo de investigación ha demostrado la viabilidad de su método básico cuando se trata de medir experimentalmente el campo gravitacional de la Tierra, detectar ondas gravitacionales y probar el principio de equivalencia de Einstein.
Se planean misiones de seguimiento MAIUS-2 y MAIUS-3
Los investigadores buscarán la última aplicación mencionada en las misiones de seguimiento MAIUS-2 y MAIUS-3. Están programadas para dos lanzamientos de cohetes más en 2020 y 2021, en los que, además de átomos de rubidio ultrafríos, átomos de potasioTambién se estudiará. La comparación de la aceleración gravitacional de los dos tipos de átomos debería permitir medir el principio de equivalencia en el futuro.
Del mismo modo, los hallazgos se utilizarán para planificar BECCAL, un proyecto conjunto que será llevado a cabo por la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán DLR que involucrará un experimento con gases cuánticos ultrafríos en la Estación Espacial Internacional ISS.grupo de la Universidad de Mainz también formará parte de este equipo.
La misión del cohete de investigación a gran altitud MAIUS-1 fue implementada como un proyecto conjunto por la Universidad de Leibniz Hannover, la Universidad de Bremen, la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz, la Universidad de Hamburgo, la Universidad de Humboldt de Berlín, el Instituto Ferdinand-Braun, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik FBH en Berlín, TU Darmstadt, la Universidad de Ulm y el Centro Aeroespacial Alemán DLR. El proyecto fue financiado por DLR Space Mission Management con fondos proporcionados por el Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Energía de Alemania.la base de una resolución del Bundestag alemán.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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