【大紀元2020年06月18日訊】（大紀元記者張妮編譯）科學家首次在國際空間站（ISS）的冷原子實驗室中造出了玻色-愛因斯坦凝聚物（Bose-Einstein Condensate），維持的時間比地面長，並看到了它和地面玻色-愛因斯坦凝聚物一些不同的特性。
理論認為，物質達到絕對零度的時候所有的原子將處於完全靜止的狀態。在非常接近這個溫度的狀態下，原子將處於最低能的狀態，移動速度非常緩慢，大量原子重疊在一起，組成一團高密度原子雲，科學家把物質的這種狀態稱為玻色-愛因斯坦凝聚態。
這種狀態下，整體物質的行為就像一個「超級原子」。這對量子學的研究很有用。因為量子特性在原子層面易於觀測，大量的研究必須觀測單個原子，而觀測玻色-愛因斯坦凝聚物提供了觀測大規模物質量子特性的機會。
在地面，科學家用激光冷卻、磁場和蒸發冷卻的方法結合造出玻色-愛因斯坦凝聚物。在最後一個步驟中，將原子禁錮在一個磁阱內，利用無線電波使其中能量最高的粒子蒸發，留下最冷的原子組成冷凝物。
一旦這一步完成，磁場即被關閉，科學家可以對冷凝物進行實驗。但是在地面上，由於原子間的排斥力，原子將快速分開，這個狀態維持的時間非常短，只有幾十毫秒。
可是在失重的環境下，引力的影響減小，使得玻色-愛因斯坦凝聚態維持的時間可以超過1秒。而且冷凝物可以在一個比地面環境中更淺的實驗皿中生成，更方便觀察冷凝物形成的前後狀態。
這份研究，在2018年太空站內將軟金屬銣原子冷卻到100納米開爾文的基礎上，將銣原子冷卻到僅比絕對零度高1納米開爾文的低溫，看到了太空中的玻色-愛因斯坦凝聚物內有一些地面上不一樣的現象。
研究人員發現一些鬆散的銣原子聚集在磁阱邊上，形成一圈暈輪般的銣原子雲，而在地面，引力總是把它們拉離磁阱。研究者稱，這可以作為將來對極冷物研究可用的潛在材料。
科學家在考慮下一步對它們進行哪些研究，比如嘗試地面無法實現的磁阱形狀，了解是否展現不同的量子特性。
此外，玻色-愛因斯坦凝聚物的波形函數特性對用於測量基本物理常數的原子干涉儀也有潛在用途。
這項研究近期發表在《自然》（Nature）期刊上。◇
責任編輯：朱涵儒
