太空量子实验正成为推动未来技术的新前沿
问题提出:地面量子实验受重力限制,如何突破? 在地球上研究超冷原子气体时,重力会在数秒内将原子云拉向实验室底部。但NASA的冷原子实验室在国际空间站上的微重力环境中解决了这个问题,让科学家能够更长时间地观察量子现象。该设施大小约为一台迷你冰箱,能将原子冷却到零下237摄氏度以下。在接近绝对零度时,原子会组合成一种奇异的量子状态——玻色-爱因斯坦凝聚(BEC),这是第五种物质形态。 “在最低温度下,物质的行为与我们经历过的任何东西都截然不同,”项目科学家Jason Williams表示。“物质的波动性质占主导地位,可以实现对时间、重力和运动的极其精确的测量。”自2018年安装以来,冷原子实验室已经历了四次重大升级。最新增强包括重新设计的磁陷阱,可以改变量子气体云的形状,为研究人员提供了探索超冷原子性质的新机会。 “这是我们接近掌控量子世界边界的最佳方式,”项目经理Kamal Oudrhiri表示。工程师们将通常需要一个房间大小的......阅读全文
玻色–爱因斯坦凝聚的概念
玻色–爱因斯坦凝聚(Bose–Einstein condensate)是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气态的、超流性的物质状态(物态)。
NASA创造出超低温“玻色爱因斯坦凝聚态”
舞者同台起舞,动作一致时,妙不可言。当温度低到了极限,原子的运动也变得像同台起舞者那样同步,这种奇异的现象被称为“玻色-爱因斯坦凝聚态”。为了研究它,科研人员需要将原子冷冻到仅仅高于“绝对零度”的温度,原子的能量才能趋近最低,并接近绝对静止状态。 据物理学家组织网10月21日(北京时间)报道,
玻色爱因斯坦凝聚态首次形成
用钠铯分子创造出玻色-爱因斯坦凝聚态。图片来源:哥伦比亚大学美国和荷兰物理学家成功将钠铯极性分子冷却至接近绝对零度,使1000多个分子处于一个巨大的量子态,形成了分子玻色-爱因斯坦凝聚态。这项成果既可以帮助科学家创造出能无阻力流动的超固体材料,又有助于研制新型量子计算机。相关论文发表于3日出版的《自
太空量子实验正成为推动未来技术的新前沿
问题提出:地面量子实验受重力限制,如何突破? 在地球上研究超冷原子气体时,重力会在数秒内将原子云拉向实验室底部。但NASA的冷原子实验室在国际空间站上的微重力环境中解决了这个问题,让科学家能够更长时间地观察量子现象。该设施大小约为一台迷你冰箱,能将原子冷却到零下237摄氏度以下。在接近绝对零度时,
韩国发现玻色爱因斯坦凝聚态特性新量子材料
韩国东国大学、汉阳大学等联合研究团队首次通过低温金属硅中的量子自旋现象发现新量子材料。 量子自旋的粒子会相互影响,产生磁性。利用这一特性可提高量子计算机性能,甚至有助于创造室温超导体。联合研究团队在对量子计算机关键器件进行研究时,发现了一种全新的来自硅金属的独特信号。实验发现,当量子“自旋云”
玻色爱因斯坦凝聚态的研究和特性
由爱因斯坦和玻色在1924年预测出来,也被称为第五种物质状态。多年来,玻色-爱因斯坦凝聚态在气体状态下都是一个理论上的预测而已。最后,由克特勒、康奈尔及威曼所领导的团队,在1995年首先透过实验制造出玻色-爱因斯坦凝聚。玻色-爱因斯坦凝聚态比固态时更冷。当原子有非常接近或者一致的量子等级和温度非常接
人类在太空创造出“物质的第五态”
英国《自然》杂志10月17日发表一项物理学重磅研究:科学家们在太空中首次创造了“物质的第五态”——玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)。基于玻色—爱因斯坦凝聚实验得到的见解,将会促进天基引力波探测器的发展。 玻色—爱因斯坦凝聚可看作是低密度原子气体冷却到接近绝对零度并且坍缩成非常致密的量子态时形成的物质状
NASA拟向空间站发射神秘盒子,再现宇宙最冷点
英媒称,一个准备发射到国际空间站的小盒子不久将再现宇宙最冷点。 据英国《每日邮报》网站3月7日报道,这个盒子配有激光、真空室和电磁刀,能去除气体粒子的能量,使原子的温度降至极低。 报道称,当这些原子在这个名为冷原子实验室(CAL)的盒子中冷冻后,它们就会形成一种独特的“超流体”物质状态,被称作玻
国际空间站上打造出太空最低温
美国航天局喷气推进实验室最新报告说,他们利用一个叫冷原子实验室的设备,成功在国际空间站上制造出仅比绝对零度(零下273.15摄氏度)高100纳开尔文的极端低温。这是太空中迄今已知存在的最低温度。 据喷气推进实验室官网介绍,在最近的一次实验中,冷原子实验室成功让铷原子的温度降至100纳开尔文。开
国际空间站上打造出太空最低温
美国航天局喷气推进实验室最新报告说,他们利用一个叫冷原子实验室的设备,成功在国际空间站上制造出仅比绝对零度(零下273.15摄氏度)高100纳开尔文的极端低温。这是太空中迄今已知存在的最低温度。 据喷气推进实验室官网介绍,在最近的一次实验中,冷原子实验室成功让铷原子的温度降至100纳开尔文。开
NASA发射冷原子物理实验室-制造宇宙最低温
通过周一(5月21日)在国际空间站进行的一项实验表明,美国航空航天局(NASA)计划将一个小盒子送上国际空间站,并以此制造出宇宙中最冷的点,这个小盒子被称为“冷原子物理实验室”。 冷原子物理实验室(CAL)是由美国宇航局喷气推进实验室(JPL)设计和建造的一个物理研究机构,能将气体原子的能量消
NASA发射冷原子物理实验室-制造宇宙最低温
通过周一(5月21日)在国际空间站进行的一项实验表明,美国航空航天局(NASA)计划将一个小盒子送上国际空间站,并以此制造出宇宙中最冷的点,这个小盒子被称为“冷原子物理实验室”。 冷原子物理实验室(CAL)是由美国宇航局喷气推进实验室(JPL)设计和建造的一个物理研究机构,能将气体原子的能量
超冷原子传感技术成功检测太空环境变化
美国国家航空航天局的冷原子实验团队利用原子干涉仪等量子传感工具,成功测量了国际空间站的细微振动。这是科学家首次使用超冷原子检测太空环境的变化。相关论文发表于13日出版的《自然·通讯》杂志。原子干涉仪可精确测量重力、磁场和其他力。科学家一直在地球上利用该传感器研究重力的基本性质,促进了飞机和船舶导航技
打破宇宙最低温纪录,NASA-冷原子实验室比太空冷上亿倍
地球上办不到的实验就移去外太空做!美国太空总署日前正式将冷原子实验室(Cold Atom Laboratory,CAL)送上国际太空站,这个只有冰箱大小的有效载荷将尝试把气体云冷却至比外太空真空环境还要低上亿倍的惊人温度,以帮助科学家一探超冷原子的奇怪量子特性。冷原子实验室(CAL)由 NASA
“高温”玻色-爱因斯坦凝聚研究获突破性进展
如果你想建立一个量子计算机,你需要一种方法来构造一堆处于相同状态的量子位,并实现这些量子位的逻辑运算。有没有可能使自然界中不同能量、不同状态的粒子,变成同一个量子状态的拷贝?有没有可能通过粒子之间的相互作用,操纵它们来进行简单的量子计算操作呢? 让原子“凝聚一心” 大量相同量子态的粒子拷贝可
超冷原子传感技术成功检测太空环境变化
科技日报北京8月14日电(记者刘霞)美国国家航空航天局的冷原子实验团队利用原子干涉仪等量子传感工具,成功测量了国际空间站的细微振动。这是科学家首次使用超冷原子检测太空环境的变化。相关论文发表于13日出版的《自然·通讯》杂志。国际空间站上安装的原子干涉仪。图片来源:《自然·通讯》杂志原子干涉仪可精确测
德国科学家开发新仪器-为研制原子干涉仪铺路
一个以德国科学家为主的欧洲研究团队在微重力下的量子气体(QUANTUS)项目上取得重要进展,他们成功开发出一种仪器,其可在失重条件下产生玻色―爱因斯坦凝聚态。科学家希望借助这种零重力下的超低温量子气体研制原子干涉仪等高精密测量仪器,以用于测量地球的重力场,同时解决物理学领域的一些基础问
在零重力下获得玻色—爱因斯坦凝聚态
近日,一个以德国科学家为主的欧洲研究团队在微重力下的量子气体(QUANTUS)项目上取得重要进展,他们成功开发出一种仪器,其可在失重条件下产生玻色—爱因斯坦凝聚态。科学家希望借助这种零重力下的超低温量子气体研制原子干涉仪等高精密测量仪器,以用于测量地球的重力场,同时解决物理学领域的一些
玻色一爱因斯坦凝聚态的研究与发展
所谓“玻色一爱因斯坦凝聚态”,是科学巨匠爱因斯坦在70 年前预言的一种新物态。为了揭示这个有趣的物理现象,世界科学家为此付出了几十年的努力。 1995年,美国科学家维曼、康奈尔和德国科学家克特勒首先从实验上证实了这个新物态的存在。为此,2001年度诺贝尔物理学奖授予了这3位科学家,以表彰他们在实现“
玻色一爱因斯坦凝聚态的主要特点
首先,费米冷凝体所使用的原子比电子重得多,其次是原子对之间吸引力比超导体中电子对的吸引力强得多,在同等密度下,如果使超导体电子对的吸引力达到费米体中原子对的程度,制造出常温下的超导体立即可以实现。超冷气体中形成费米体为研究超导的机理提供了一个崭新的物质工具。当然,如今的技术并不能使所有费米子都可以发
“最冷”实验室即将发射,量子物理学家拥有太空“游乐场”
量子物理学家即将在太空拥有自己的“游乐场”。据英国《自然》杂志官网8日消息,美国国家航空航天局(NASA)的冷原子实验室(Cold Atom Laboratory)将于5月20日发射升空,进入国际空间站。届时,它将成为已知宇宙中最冷的地方,研究人员将使用它探测在地球上无法观察到的量子现象,在太空制造
“最冷”实验室将发射-量子物理学家将拥有太空“游乐场”
量子物理学家即将在太空拥有自己的“游乐场”。据英国《自然》杂志官网8日消息,美国国家航空航天局(NASA)的冷原子实验室(Cold Atom Laboratory)将于5月20日发射升空,进入国际空间站。届时,它将成为已知宇宙中最冷的地方,研究人员将使用它探测在地球上无法观察到的量子现象,在太空制造
科学家首次观察到“物质第五态”中单个原子的空间分布
借助高分辨扫描电子显微镜 经典物理学认为,物质的形态包括固态、液态、气态和等离子态。自1924年以后,“玻色—爱因斯坦凝聚态”成为传说中的物质第五态。据10月22日“每日科学”网站报道,近日德国美因茨大学的科学家们,对物质第五态的研究取得突破性进展,首次成功地观察到“玻色—爱因斯坦冷凝物”中单个
Orbital-ATK即将发射Antares火箭-运送冷原子实验室
据外媒The Verge报道,美国东海岸早起的民众可能能在当地时间周一早上欣赏到一场“表演”:私人太空公司Orbital ATK将于美国东部时间21日凌晨4点39分从美国宇航局(NASA)在弗吉尼亚州的沃洛普斯飞行基地发射其搭载天鹅座飞船的Antares火箭。 该任务是Orbital ATK公
Orbital-ATK即将发射Antares火箭-运送冷原子实验室
据外媒The Verge报道,美国东海岸早起的民众可能能在当地时间周一早上欣赏到一场“表演”:私人太空公司Orbital ATK将于美国东部时间21日凌晨4点39分从美国宇航局(NASA)在弗吉尼亚州的沃洛普斯飞行基地发射其搭载天鹅座飞船的Antares火箭。该任务是Orbital ATK公司为
我国超冷原子量子模拟研究获重大突破
最近,中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陈帅等与清华大学翟荟小组合作,在超冷铷原子玻色气体中人工合成自旋—轨道耦合的基础上,首次在实验上成功确定自旋—轨道耦合玻色气体在有限温度下的相图,标志着我国在超冷原子量子模拟这一重要实验领域占据了一席之地。该实验成果以封面标题的形式发表在4月初出版的《自然
上海光机所等在协同激子极化激元玻色爱因斯坦凝聚研究中获进展
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光与光电功能材料部红外光学材料研究中心研究员董红星和张龙团队,联合华东师范大学的科研人员,基于钙钛矿量子点薄膜体系解析了超荧光到协同激子极化激元凝聚的相变的动力学过程及物理机制。相关研究成果以Observation of Transition from S
中国科大在自旋轨道耦合体系研究中取得进展
中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陈帅、邓友金等在超冷原子量子模拟领域取得新进展。他们在超冷铷原子形成的自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体系中,首次在实验上精确测量了该体系完整的激发谱特性,发现并深入研究了该激发谱中“旋子-声子”结构的性质。该实验除进一步揭示了自旋-轨道耦合体系超流性质外,更为
我国学者在费米稳态超辐射量子相变研究中取得进展
在国家自然科学基金项目(批准号:11925401、11734008)等资助下,华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室武海斌研究团队和中国工程物理研究院研究生院陈宇副教授合作,首次实现了超冷费米气体的稳态超辐射量子相变,观察到费米统计对量子相变的影响。该成果以“光学腔内超冷简并费米气体超辐射
解密“宇宙最冷处”
11月8日,中国空间站梦天实验舱主要科学载荷之一——超冷原子物理实验柜(简称超冷柜,CAPR)顺利完成首次自检,接下来将开展相关平台任务。 这是中国首个空间微重力超冷原子物理实验平台,也是继美国后,全球第二个空间站超冷原子柜。这个超冷柜有哪些巧妙构思和精巧设计,它能达到什么样的温度极限,到太空能