Međunarodni tim je u aparatu MAIUS‑B u mikrogravitaciji proizveo dual‑species Bose‑Einstein kondenzat od rubidijuma i potasijuma, sa protokom čestica red veličine većim od ranijih pokretnih sistema. Sistem koristi dvostruko više laserskih komponenti i stabilne Zerodur optičke klupe kako bi održao precizno poravnanje pod temperaturnim i mehaničkim opterećenjima. Te tehnologije predstavljaju temelj za BECCAL laboratoriju na ISS‑u, čiji cilj je precizno testiranje Ajnštajnovog principa ekvivalencije u svemiru.
Rekordni dual‑species BEC u mikrogravitaciji otvara put za BECCAL na ISS‑u
Scientists produce record rubidium-potassium BEC in microgravity, paving way for ISS lab
MAIUS‑B — međunarodni eksperiment izveden u Einstein Elevatoru na Leibniz Univerzitetu u Hannoveru — uspešno je proizveo dual‑species Bose‑Einstein kondenzat (BEC) od rubidijuma i potasijuma u mikrogravitaciji, postižući protok čestica red veličine većim od svih dosadašnjih pokretnih sistema.
Rezultati eksperimenata
Tim je istovremeno rashladio i manipulirao dva hemijski različita atomska tipa kako bi formirao dva BEC‑a u jednoj aparaturi pod uslovima mikrogravitacije. Eksperimenti su pokazali značajno povećanje prinosa čestica — oko deset puta više nego kod ranijih mobilnih sistema — što predstavlja ključni tehnološki napredak za prenosne i svemirske atomske instrumente.
Tehnička rešenja
Laser sistem MAIUS‑B razvio je tim pod vođstvom prof. Patricka Windpassingera i dr Andréa Wenzlawskog (JGU Mainz), u saradnji sa Humboldt‑Universität zu Berlin i Ferdinand‑Braun‑Institut. Da bi kontrolisali obe vrste atoma, tim je u sistem ugradio približno dvostruko više laserskih komponenti u odnosu na jednospecijski sistem, uz dodatnu optiku i elektroniku — a sve to zadržavajući masu i zapreminu blizu parametara prethodnika.
Ključnu ulogu igraju optičke klupe (optical benches) koje su razvili JGU i Univerzitet u Hamburgu. Izrađene su od Zerodura — staklo‑keramičkog materijala sa izuzetno niskim koeficijentom toplotnog širenja — što održava precizno optičko poravnanje kroz snažne mehaničke udare pri lansiranju i velike temperaturne promene između laboratorije, komore za testiranje i svemira.
Značaj za BECCAL i fundamentalnu fiziku
Tehnologije razvijene za MAIUS‑B služe kao tehnička osnova za planirani nemačko‑američki atomski laboratorij BECCAL na Međunarodnoj svemirskoj stanici (ISS). Produžena mikrogravitacija u orbiti omogućiće eksperimente koji nisu mogući čak ni u kratkim prozorima slobodnog pada Einstein Elevator‑a.
Primarni naučni cilj u orbiti biće direktno testiranje Ajnštajnovog principa ekvivalencije: da li različite atomske vrste — ovde rubidijum i potasijum — doživljavaju isto ubrzanje u slobodnom padu. Dual‑species BEC u orbiti može podići preciznost ovih merenja na novi nivo i pomoći u ispitu granice između kvantne mehanike i opšte relativnosti.
Objavljivanje
Rezultati su prvi put objavljeni u časopisu Nature Communications.
Napomena: dugoročni testovi u Einstein Elevator‑u potvrdili su da dizajn optičkih klupa i stabilan laserski sistem funkcionišu u realnim uslovima, čime se smanjuje rizik pri prenosu tehnologije na orbitalne platforme.
Pomozite nam da budemo bolji.
