Çin’in Tiangong Uzay İstasyonu’nda yapılan deneyde, atom bulutunun hareketi üzerinden hesaplanan eşdeğer sıcaklık, daha önce bir düşme kulesinde kaydedilen 38 pikokelvinlik değerin yaklaşık dörtte birine indi. Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki Soğuk Atom Laboratuvarı’nda yapılan önceki bir deneyde ise 52 pikokelvine ulaşılmıştı.

ATOM BULUTU 7 SANİYE BOYUNCA İZLENDİ

Araştırmacılar, rubidyum atomlarını önce lazerle soğuttu, ardından daha yüksek enerjili atomları sistemden uzaklaştırarak bulutun sıcaklığını düşürdü. Ekip, atomları lazer ışınlarıyla oluşturulan daha geniş bir optik tuzağa taşıdı ve tuzağın atomları bir arada tutan etkisini zayıflatarak bulutun genişleme enerjisini azalttı.

Üç boyutlu ölçümlerle hesaplanan 9,7 pikokelvinlik eşdeğer sıcaklığın belirsizlik aralığı 7,0 ile 12,9 pikokelvin olarak açıklandı. Bu değer, atom bulutunun serbest bırakıldıktan sonra ne kadar hızlı genişlediğini gösteriyor.

Tiangong’da 7 saniyeye ulaşan gözlem süresi, düşme kulesindeki deneyde 2 saniye, Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki önceki çalışmada ise 1 saniyeydi. Daha uzun gözlem süresi, araştırmacıların atom bulutunun hareketini daha hassas ölçmesine olanak tanıyor.

UZAYDA DAHA HASSAS KUANTUM DENEYLERİ HEDEFLENİYOR

Mutlak sıfıra yakın koşullarda atomlar, Bose-Einstein yoğuşması adı verilen bir kuantum durumuna geçebiliyor. Bu durumda çok sayıda atom ortak bir kuantum dalgası gibi davranıyor. Araştırmacılar, uzayda bu tür atom bulutlarını daha uzun süre gözlemleyerek normal koşullarda incelenmesi güç madde davranışlarını araştırmayı hedefliyor.

Gelecek deneylerde ayarlanabilir optik tuzaklarla daha fazla atomun kontrol edilmesi ve Bose camı ile fraktal Mott fazları gibi kuantum durumlarının incelenmesi planlanıyor. Ekip ayrıca atomların dalga özelliklerinden yararlanan Mach-Zehnder interferometreleri geliştirmeyi hedefliyor. Bu düzenekler, farklı atomların yer çekimi altında aynı ivmeyle düşüp düşmediğini uzayda daha hassas biçimde sınamak için kullanılabilir.