Физикам впервые удалось получить конденсат Бозе-Эйнштейна на основе фотонов

Физикам впервые удалось получить конденсат Бозе-Эйнштейна на основе фотонов — до сих пор многие специалисты были уверены, что это принципиально невозможно. Работа ученых опубликована в журнале Nature. Коротко о ней пишет портал Physics World.

Конденсат Бозе-Эйнштейна — это агрегатное состояние материи, в которое она переходит при температурах, близких к абсолютному нулю (минус 273,15 градуса Цельсия). При этом атомы находятся в минимальных квантовых состояниях, и их можно описать только с использованием законов квантовой механики. Фактически, находящиеся в виде конденсата Бозе-Эйнштейна атомы представляются как волны, которые могут накладываться друг на друга и образовывать гигантские суперволны, которые можно наблюдать. Иными словами, в состоянии конденсата Бозе-Эйнштейна совокупность атомов ведет себя как гигантская квантовая частица.

Впервые конденсат Бозе-Эйнштейн был получен на основании атомов рубидия, и некоторое время специалисты получали его с использованием щелочных металлов (хотя в 2009 году удалось создать конденсат Бозе-Эйнштейна на основе кальция). Считалось, что фотоны (они тоже относятся к бозонам — частицам с целым спином) нельзя перевести в это состояние, так как при попытках охладить эти частицы, они будут поглощаться стенками экспериментальной камеры и просто "ускользать" от экспериментаторов.

Авторы новой работы охлаждали фотоны в узкой щели между двумя изогнутыми зеркалами, которые ограничивали "свободу перемещений" фотонов, делая их поведение похожим на поведение атомов. При охлаждении атомов их температура выравнивается за счет соударений друг с другом. Фотоны взаимодействуют друг с другом очень слабо, и этот способ для них неприменим. Чтобы выровнять температуру квантов света, ученые заполнили щель молекулами красителя, который практически не поглощал фотоны, но столкновения с которым позволяло снижать их энергию.

Сами фотоны исследователи запускали в щель при помощи лазера. Переход в состояние конденсата Бозе-Эйнштейна происходил, когда число фотонов приближалось к 60 тысячам. Температура перехода для фотонов была намного выше, чем для атомов — она колебалась в районе комнатной.

Коллеги авторов новой работы высоко оценили ее результаты. По словам Вольфганга Кеттерле (Wolfgang Ketterle), который вместе с Эриком Корнеллом и Карлом Виманом получил в 2001 году Нобелевскую премию по физике как раз за создание конденсата Бозе-Эйнштейна, новая работа доказала, что между фотонами и атомами нет фундаментальных различий. Слова Кеттерле цитирует портал Nature News.

Пока основные экипажи передают смену, шестой космический турист делится с родными и друзьями первыми впечатлениями о пребывании на МКС

На МКС начался самый тяжелый для космонавтов период — пересменка. Старожилы станции — россияне Сергей Волков, Олег Кононенко и астронавт НАСА Грегори Шамитофф передают дела своим сменщикам — россиянину Юрию Лончакову и американцу Майклу Финку.
Как пояснили ИТАР-ТАСС в Центре управления полетами /ЦУП/, вновь прибывшие знакомятся с работой бортовых систем и бортдокументацией, а "долгожители" вводят их в курс дела и показывают свое хозяйство. "Чтобы не терять драгоценного времени, космонавты должны точно знать, где лежит необходимое оборудование, инструменты и запчасти", — подчеркнул эксперт. Несмотря на то, что Лончаков уже прилетал на МКС с миссией посещения, а Финк в 2004 году проработал на станции полгода, "новички" внимательно выслушивают инструктаж своих коллег.
Кроме того, Волков и Кононенко в четверг завершили свой этап медицинского эксперимента "Пневмокард", цель которого — изучение факторов невесомости на вегетативную регуляцию кровообращения, дыхания и сократительную функцию сердца в длительном космическом полете, сообщили в ЦУП.
С помощью компьютера с программным обеспечением, регистрирующим медицинские параметры, и специальных датчиков снималась ЭКГ и пульсовая волна с пальцев и артерий. "Космонавт проводит различные тесты — с форсированным дыханием, задержкой дыхания и другие, компьютер снимает данные и записывает их на носитель, а затем данные сбрасываются на Землю", — пояснила руководитель медгруппы ЦУП Ирина Алферова. Подобные исследования россияне проводят с определенной периодичностью, 4-5 раз за полет. Полученные данные "помогут разработать научно обоснованные регламентации нагрузок в длительном полете".
Шестой космический турист Ричард Гэрриот работал по своей программе, в которой значились 4 медико-биологических и один образовательный эксперимент. В интересах медицинской науки шестой турист исследует воздействие факторов микрогравитации на мышцы поясницы, вестибулярный аппарат, роговицу глаз, а также на сон новичка. А для подрастающего поколения Гэрриот в режиме "он-лайн" попытался нарисовать на орбите картину красками.
Завершив плановые эксперименты, потомственный астронавт в ходе телесеанса связи поделился впечатлениями о полете на российском корабле "Союз" и о первых днях работы на МКС со своими родными и друзьями, которые собрались в российском ЦУП. А в пятницу и в субботу вопросы экипажам смогут задать российские и американские журналисты — для них предусмотрены две пресс-конференции.